KR101486404B1 - Powder-containing oil-based lubricating agent for mold, electrostatic coating method using the powder-containing oil-based lubricating agent, and electrostatic coating apparatus - Google Patents

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Abstract

고압 주조, 중력 주조, 저압 주조 및 단조에 이용되는 금형에 도포하여, 특히 고온 부위와 고하중하에서의 눌러붙음을 방지할 수 있는 유성 윤활제, 이 유성 윤활제를 도포하는 도포 방법, 및 도포하기 위한 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
금형용 분체 함유 유성 윤활제는, 오일로 이루어지는 유성 윤활제 60 질량%~99 질량%, 가용화제 0.3 질량%~30 질량%, 무기 분체 0.3 질량%~15 질량% 및 물 7.5 질량% 이하를 포함하고, 금형에 정전(靜電) 도포된다. 또한, 정전 도포 방법은, 상기 금형용 분체 함유 유성 윤활제를 금형에 정전 도포한다. 나아가서는, 정전 도포 장치는, 상기 금형용 분체 함유 유성 윤활제에 정전을 부여하는 정전 부여 장치와, 다축 로봇 상에 설치된 정전 도포건을 구비한다.
An oil-based lubricant which is applied to a mold used for high-pressure casting, gravity casting, low-pressure casting and forging, and which can prevent press-adhesion under a high temperature region and a high load, an application method for applying the oil- And to provide the above-mentioned objects.
The mold-containing oil lubricant for mold comprises 60% by mass to 99% by mass of an oily lubricant composed of oil, 0.3% by mass to 30% by mass of solubilizing agent, 0.3% by mass to 15% by mass of inorganic powder and 7.5% Is electrostatically applied. Further, in the electrostatic application method, the aforementioned oil-based lubricant containing powder for a mold is electrostatically coated on a metal mold. Furthermore, the electrostatic coating apparatus further includes an electrostatic imparting device for applying electrostatic force to the lubricant containing the metal powder and an electrostatic coating gun provided on the multi-axis robot.

Description

금형용 분체 함유 유성 윤활제, 이것을 이용한 정전 도포 방법, 및 정전 도포 장치{POWDER-CONTAINING OIL-BASED LUBRICATING AGENT FOR MOLD, ELECTROSTATIC COATING METHOD USING THE POWDER-CONTAINING OIL-BASED LUBRICATING AGENT, AND ELECTROSTATIC COATING APPARATUS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a powder-containing oil-based lubricant for a metal mold, an electrostatic coating method using the same, and an electrostatic coating device using the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은, 알루미늄, 마그네슘, 아연 등의 비철금속의 주조 및 단조 가공에 있어서, 금형에 사용되는 분체 함유 유성 윤활제, 이 윤활제를 이용한 정전 도포 방법, 및 정전 도포 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a powder-containing oily lubricant used in a mold for casting and forging a non-ferrous metal such as aluminum, magnesium and zinc, an electrostatic application method using the lubricant, and an electrostatic application device.

주지하는 바와 같이, 비철금속의 가공에 있어서 금형을 사용하는 공정으로는, 주조, 단조, 프레스 가공, 압출 가공 등의 방법이 있다. 공정에서 보면, 주조는 고압 주조, 중력 주조, 저압 주조, 스퀴즈 주조 등으로 크게 구별되고, 단조는 냉간 단조, 열간 단조로 크게 구별된다. 또한, 가공의 대상이 되는 재료면에서 보면, 철, 비철금속 및 플라스틱으로 크게 구별된다. 금형면에 도포하는 윤활제에서 보면, 수용성 윤활제 및 유성 윤활제로 크게 구별되고, 수용성 윤활제는 투명한 용액형과 우유상(牛乳狀)의 불투명한 유화형으로 분류된다. 윤활제 중의 성분에서 보면, 분체를 함유한 타입과 분체를 함유하지 않는 타입으로 분류할 수 있다. 도포하는 방법에서 보면, 브러시 도포, 액적 낙하, 및 스프레이로 크게 구별된다. 스프레이는, 이류체 방식 및 일류체 방식과, 비정전형 및 정전형의 조합으로 분류할 수 있다.As is known, there are methods such as casting, forging, press working, and extrusion processing for the steps of using a metal mold in the processing of a non-ferrous metal. In the process, casting is largely classified into high-pressure casting, gravity casting, low-pressure casting, and squeeze casting. Forging is largely classified into cold forging and hot forging. In terms of the material to be processed, it is largely classified into iron, non-ferrous metals and plastics. The lubricant applied to the mold surface is largely classified into a water-soluble lubricant and an oil-based lubricant, and the water-soluble lubricant is classified into a transparent solution type and an opaque emulsified type in a milk-like state. From the viewpoint of the components in the lubricant, it can be classified into a type containing a powder and a type not containing a powder. In the application method, brush application, droplet drop, and spray are largely distinguished. The spray can be classified into the advection method and the first-flow method, and the combination of the non-invasive type and the static type.

고압 주조, 중력 주조, 저압 주조의 기본 공정은 동일하다. 이들 공정은, 프라이팬에 오일을 바르고, 뒤섞은 날계란을 그 위에 부어, 달걀 부침을 만드는 공정에 비유된다. 비철금속을 주조할 때에, 금형(프라이팬에 해당)과 용탕(뒤섞은 날계란에 해당)의 고착을 방지하기 위해서 윤활제(식용유에 해당)를 금형에 도포한다. 그 후, 용해한 고온의 용탕을 금형에 부어 넣고, 고화 후, 제품(달걀 부침에 해당)을 꺼낸다. 단, 주조된 제품의 생산 효율과 강도적 품질에서 보면, 고압 주조는 고생산 효율로 저강도품이 얻어지고, 중력 주조는 저생산 효율로 고강도품이 얻어지며, 저압 주조는, 고압 주조에 비하여 중력 주조 쪽의 생산 효율로, 중력 주조 쪽의 강도의 것이 얻어진다. 부품의 파괴에 기인하는 인명의 위험에 관계될 가능성이 있는 것에 대해서는, 저생산 효율이어도, 고강도의 것을 생산하지 않을 수 없다. 파괴되어도 인명에 관계되지 않는 부품의 생산에서는, 조금 공기가 말려 들어가 스펀지화하여 강도가 저하되어도, 생산 효율을 중시한다. 즉, 이들 공법의 주된 차이는, 용탕의 금형부에의 충전 속도의 차이이며, 중력 주조, 저압 주조, 고압 주조의 순으로 속도가 빨라진다. 그 때문에, 금형에 생성한 도포막이 받는 열량이 다르며, 중력 주조에서 가장 많은 열을 받고, 고압 주조에서 가장 수열량(受熱量)이 적다. 수열량에 따라 윤활제는 분해, 소실되는 경우도 있어, 다른 윤활 기술이 적용되고 있는 것이 현재의 상황이다.The basic processes of high pressure casting, gravity casting and low pressure casting are the same. These processes are likened to the process of applying oil to a frying pan and pouring a mixed egg-seed mixture thereon to make an egg drop. When casting nonferrous metal, apply lubricant (corresponding to edible oil) to mold to prevent sticking of mold (corresponding to frying pan) and molten metal Thereafter, the molten high-temperature molten metal is poured into the mold, and after the solidification, the product (corresponding to the egg stick) is taken out. However, in terms of the production efficiency and the strength quality of the cast product, the high-pressure casting achieves a low-strength product at a high production efficiency, the gravity casting obtains a high-strength product at a low production efficiency, With the production efficiency of the gravity casting side, the strength of the gravity casting side is obtained. It is necessary to produce high-strength products even if they are low in production efficiency, as far as they are likely to be related to the risk of human life caused by the destruction of parts. In the production of parts that are not related to human life even if they are destroyed, production efficiency is emphasized even if the air is slightly blown into the sponge and the strength is lowered. That is, the main difference between these methods is the difference in the filling speed of the molten metal in the mold part, and the speed is accelerated in the order of gravity casting, low-pressure casting and high-pressure casting. Therefore, the amount of heat received by the coating film formed on the mold is different, and the most heat is received in the gravity casting, and the most heat received in the high-pressure casting is small. Depending on the amount of heat, the lubricant may be decomposed or lost, and other lubrication techniques are currently being used.

한편, 단조 공정에서는, 칼의 생산에 비유되며, 고화된 금속을 두드림으로써 강도를 높이는 방법이다. 고압으로 두드림으로써 고화된 금속을 원하는 형상으로 변형하는 방법이기도 하다. 도포막이 고온에 노출되는 시간은 짧으나, 매우 높은 압력에 노출된다. 따라서, 주조와 상당히 다른 윤활 기술이 사용되고 있는 것이 현재의 상황이다.On the other hand, in the forging process, it is likened to the production of a knife and is a method of increasing the strength by tapping the solidified metal. It is also a method of deforming a solidified metal into a desired shape by tapping with a high pressure. The time for which the coating film is exposed to high temperature is short, but it is exposed to very high pressure. Therefore, it is the present situation that the lubrication technique which is considerably different from the casting is used.

이러한 각종 분류의 조합에 대하여, 한 종류의 윤활제로 모든 요구를 만족시키기는 어려워, 그 용도마다 개별의 윤활 기술을 활용하고 있는 것이 현재의 상황이다. 단, 2개, 3개의 복수의 조합을 배려한 윤활 기술은 가능하다. 본 출원에서는, 이들 복수 종류의 기술의 통합을 목표로 하는 윤활 기술에 관한 것이며, 고압 주조, 중력·저압 주조 및 단조의 순으로 이후에 설명한다.With respect to the combination of these various types, it is difficult to satisfy all requirements with one kind of lubricant, and it is a present situation that individual lubrication techniques are utilized for each use. However, a lubrication technique in which two or three combinations are considered is possible. The present application relates to a lubrication technique aiming at the integration of these plural kinds of technologies and will be described in the order of high-pressure casting, gravity and low-pressure casting, and forging in this order.

A) 고압 주조A) High pressure casting

이 분야를 보면, 과거 40년간, 알루미늄, 마그네슘, 아연 등의 비철금속용 윤활제·이형제의 90% 이상이 수용성형 이형제이다. 유효 성분을 물에 유화시킨 수용성 이형제는, 주로 공기압을 사용한 이류체 스프레이 방식으로, 금형에 도포되고 있다. 전기 전도성이 지나치게 좋은 수용성 이형제에는 정전 스프레이 기술을 전혀 활용할 수 없다.Over the past 40 years, more than 90% of non-ferrous metal lubricants and release agents such as aluminum, magnesium, and zinc are accepting mold release agents. The water-soluble releasing agent in which the active ingredient is emulsified in water is applied to the mold by an air-spraying method using mainly air pressure. Electrostatic spraying technology can not be utilized at all for water-soluble releasing agents which are excessively conductive.

수년전부터 수용성의 사용량에 비하여 1/500~1/1000이라는 미량의 도포로 주조를 가능하게 하는 유성 윤활제가 사용되기 시작하였다. 그러나, 유성 윤활제는 미량밖에 도포할 수 없기 때문에, 복잡한 구조의 금형이나, 대형의 금형에서 도포막의 형성이 불충분해지는 경우가 있다. 복잡한 구조의 금형의 경우, 특히 도포면으로부터 숨겨진 금형 부위에서의 도포막 형성이 불충분한 경향이 있다. 덧붙여, 금형에는 요철이 있기 때문에, 오목부에는 두껍게 도포막이 형성되지만, 볼록부에는 얇은 도포막이 형성되는 경향이 있다. 그 때문에, 오목부에서는 지나치게 유성 윤활제 성분이 고여 주조 제품의 기공(스폰지화) 증가의 한 원인이 되고, 볼록부에서는 윤활성의 부족에 의한 금형과 주조 제품의 용착, 눌러붙음의 원인이 되기 쉽다. 생산 현장에서의 대책으로서, 약간의 기공 증가를 희생하면서, 숨겨진 부위나 볼록부에도 분사한 비말(飛沫) 입자가 많이 도달하도록 유성 윤활제의 도포량을 늘려 주조하고 있는 것이 현재의 상황이다. 또한, 대형의 금형의 경우, 비철금속의 용탕이 갖는 열에너지가 크다. 따라서, 금형 전체, 특히 좁은 부위의 온도가 용탕의 온도에 가까워져, 350℃ 이상의 고온이 되는 경우도 있다. 그 때문에, 유성 윤활제가 라이덴프로스트(Leidenfrost)라고 불리는 현상을 일으켜, 유성 윤활제의 액적이 비등(沸騰)한다. 그것에 기인하여, 금형면에 대한 유성 윤활제의 젖음성이 악화된다. 즉, 비등에 의해 금형면으로부터 바닥으로 비산하는 액적도 증가한다. 그 결과, 형성되어야 할 도포막이 얇아져, 윤활성이 뒤떨어지는 경우도 있다. Oil-based lubricants, which enable casting with a small amount of coating of 1/500 to 1/1000 compared to the amount of water-soluble use, have started to be used many years ago. However, since only a very small amount of the oil lubricant can be applied, formation of a coating film may be insufficient in a metal mold having a complicated structure or a large metal mold. In the case of a mold having a complicated structure, formation of a coating film at a metal mold portion hidden from the coated surface tends to be insufficient. In addition, since the mold has irregularities, a coating film is formed thickly in the concave portion, but a thin coating film tends to be formed in the convex portion. For this reason, in the concave portion, an oily lubricant component is excessively added, which causes pores (sponge formation) of the cast product to increase. In the convex portion, the mold and the cast product are liable to cause adhesion and sticking due to lack of lubricity. As a countermeasure at the production site, it is a current situation that the application amount of the oily lubricant is increased so as to reach a lot of splash particles sprayed on the hidden part and the convex part while sacrificing a slight increase of the porosity. Further, in the case of a large mold, the heat energy of the molten metal of the non-ferrous metal is large. Therefore, the temperature of the entire mold, especially in the narrow region, is close to the temperature of the molten metal, resulting in a high temperature of 350 DEG C or higher. For this reason, the oily lubricant causes a phenomenon called Leidenfrost, and the droplet of the oily lubricant boils. As a result, the wettability of the oily lubricant to the mold surface is deteriorated. That is, the droplet scattering from the mold surface to the bottom increases due to boiling. As a result, the coating film to be formed becomes thin, and the lubricity may be poor.

수용성 이형제의 경우의 대책은, 다량으로 도포해서 금형을 냉각하여, 라이덴프로스트 온도 이하에서 부착시키는 것이다. 당연히, 배수에 의한 문제가 발생한다. 유성 윤활제의 경우의 대책으로서, 2종류의 방법이 취해지고 있다. 하나는, 도포막을 두껍게 하기 위해서, 넉넉하게 도포하는 것이다. 다른 하나는, 좁은 고온 부위의 냉각을 위해서, 거의 증발해 버릴 정도로 소량의 물을 도포하고, 그 후, 유성 윤활제를 도포하는 것이다. 넉넉하게 유성 윤활제를 도포하면, 충분한 도포막이 형성되어 있는 부위에서의 도포막 두께도 증가한다. 그 결과, 주조 제품 중의 기공량이 증가하는 경향이 된다. 또한, 주조 제품의 강도가 약간 저하되는 경우도 있다. 덧붙여, 소량의 물이어도, 도포하기 위한 배관이 필요해진다.A countermeasure in the case of a water-soluble release agent is to apply a large amount of the solution to cool the mold and adhere at a temperature lower than the Leiden frost temperature. Of course, problems arise due to drainage. As a countermeasure in the case of the oily lubricant, two methods are taken. One is to apply the coating in a generous manner in order to thicken the coating film. The other is to apply a small amount of water to almost evaporate to cool the narrow high-temperature region, and then apply an oily lubricant. When the oil lubricant is applied in a satisfactory manner, the thickness of the coating film at the portion where a sufficient coating film is formed also increases. As a result, the amount of pores in the cast product tends to increase. In addition, the strength of the cast product may be slightly lowered. In addition, even a small amount of water requires piping for application.

즉, 종래 기술에는, 다음과 같은 문제점이 있다.That is, the prior art has the following problems.

1) 금형의 숨겨진 부위에 유성 윤활제가 충분히 공급되지 않아, 그 부위에서 윤활에 필요한 도포막을 형성하기 어렵다.1) Since the oil lubricant is not sufficiently supplied to the hidden part of the mold, it is difficult to form a coating film necessary for lubrication at that part.

2) 금형의 좁은 부위에서 충분한 두께의 도포막을 형성하기 어렵다.2) It is difficult to form a coating film of sufficient thickness in a narrow part of the mold.

3) 금형의 요철 부위에서 균일한 도포막을 형성하기 어렵다.3) It is difficult to form a uniform coating film at the concave and convex portions of the mold.

이들 유성 윤활제의 문제를 해소하기 위해서, 정전 도포는 유효한 수단이다. 도포 장치로 유성 윤활제 유적(油滴)을 마이너스로 전하하여 플러스의 전하의 금형에 분무한다. 분무된 윤활제 유적이 금형의 숨겨진 부위까지 도달하도록 하는 기술이다. 단, 수용성 이형제는 전기 전도성이 지나치게 좋기 때문에, 정전 도포는 적용할 수 없다. 특허 문헌 1은, 도료에 전도성을 부여하는 수단으로서, 정전 조제로서의 알코올이나 암모늄염을 첨가하여 전기 저항값을 내리는 기술에 관한 것이다. 그러나, 주조 현장에서 알코올이나 암모늄의 미스트는 바람직하지 않다. 특허 문헌 2는, 도료에 정전 조제를 첨가하는 것이 시사된 기술에 관한 것이다. 그러나, 「극성이 낮은 유성 윤활제」에 「극성이 강한 정전 조제」는 0.3 질량% 정도밖에 용해되지 않고, 침강, 분리를 일으켜 바람직하지 않다. 본 출원인들이 검토해 본 결과, 이 레벨에서는, 정전 조제의 부착량 증가 효과가 보이지 않았다. 극성 용제를 추가하면 정전 조제의 용해는 증가하지만, 극성 용제로 인해, 현장 작업자의 건강을 해치는 경향이 있다. 그 때문에, 유성 윤활제의 조성에는, 건강에 대한 배려로부터 극성이 있는 용제는 바람직하지 않다.In order to solve the problems of these oily lubricants, electrostatic application is an effective means. The oily lubricant oil droplets are negatively charged by the application device and sprayed onto the positive charge mold. It is a technique that allows the sprayed lubricant residue to reach the hidden part of the mold. However, since the water-soluble release agent is excessively good in electric conductivity, electrostatic application can not be applied. Patent Document 1 relates to a technique of lowering the electric resistance value by adding alcohol or ammonium salt as an electrostatic additive as a means for imparting conductivity to a coating material. However, alcohol or ammonium mist is not desirable at the casting site. Patent Document 2 relates to a technique in which an electrostatic coating agent is added to a coating material. However, the " electrostatic precipitator having a strong polarity " is dissolved only in about 0.3% by mass in the " low-polarity oil-based lubricant " As a result of examination by the present applicants, at this level, the effect of increasing the deposition amount of the electrostatic agent was not observed. Addition of polar solvents increases the dissolution of electrostatic agents, but polar solvents tend to harm the health of field workers. Therefore, a solvent having a polarity from the consideration of health is not preferable for the composition of the oily lubricant.

상기에 나타내는 바와 같은 정전 도포에 따른 추가적인 문제점을 해소하기 위해서, 본 출원인들은, 물과 가용화제를 유성 윤활제에 배합함으로써 약간의 전도성을 부여하여, 고압 주조용 금형에 정전 도포하는 기술을 제안하고 있다. 그러나, 윤활제의 소량 도포에 기인하는 냉각성의 결여로 야기되는 윤활면의 고온화에 의한 눌러붙음에 대응하기 어려운 경향이 있다.In order to solve the additional problems associated with the electrostatic application as described above, the present applicants have proposed a technique of electrostatically applying a small amount of conductivity imparting water and a solubilizing agent to an oil-based lubricant to apply it to a mold for high-pressure casting . However, there is a tendency that it is difficult to cope with pressing due to the high temperature of the lubricating surface caused by a lack of cooling property caused by a small amount of application of the lubricant.

B) 중력 및 저압 주조B) Gravity and low pressure casting

주조용 윤활 도포막에 있어서, 주조 시의 용탕의 유속은 큰 인자이다. 중력 주조와 같이 용탕의 유속이 극단적으로 낮으면, 윤활 도포막이 약 600℃의 고온의 금속 용탕에 접해 있는 시간이 길어, 윤활 도포막은 현저히 열화된다. 그 결과, 도포막이 얇아지고, 용탕이 고화될 때, 금형에 고착되는 경우도 있다. 그 때문에, 열화에 영향을 받지 않도록, 무기 분말을 물에 녹인 「도형제(塗型劑)」가 주로 사용되고 있는 것이 현재의 상황이다. 도형제의 도포막은 분체이며 열화하지 않는다. 그러나, 도형제는 물을 함유하고 있기 때문에, 건조가 필요하다. 예컨대, 일본 가옥에 이용되는 회반죽칠의 공정에 해당하며, 장시간의 건조가 필요하다. 주조의 경우, 만일, 건조 전에 용탕을 유입시키면 용탕 알루미늄과 물이 수증기 폭발을 일으킨다. 그 때문에, 도포 후, 수시간의 건조 공정이 불가결하며, 「주조마다 도포, 건조하고, 생산한다」면 생산 효율이 극단적으로 낮아진다. 그래서, 건조 공정을 생략하기 위해서 「수십 개 또는 백수십 개 생산마다 1회 도포하는」 것이 현재의 상황이다. 또한, 도형제의 도포는 우수한 직공만이 가진 기술이라고 말해지며, 우수한 직공은 1회 도포당 100개 이상을 생산할 수 있다. 솜씨가 나쁜 직공은 10개도 생산하지 못하는 경우도 있다. 또한, 도형제로 만들어진 두꺼운 도포막은 부분적으로 박리되는 경우가 있다. 박리된 분체는 제품 속으로 섞여 들어가, 제품의 강도를 극단적으로 저하시킨다. 언제 박리가 발생했는지 불명확하기 때문에, 일반적으로는 박리를 일으킨 해당 로트의 전체 주조 제품을 불합격으로 하여, 회수하고 있다. 또한 제품 의장면에서 도포막이 박리되면, 박리된 제품부가 볼록하게 되어, 외관 불량이 된다.In the cast lubricant coating film, the flow rate of the molten metal at casting is a large factor. If the flow rate of the molten metal is extremely low as in the case of gravity casting, the time in which the lubricating coating film is in contact with the molten metal at a high temperature of about 600 DEG C is prolonged, and the lubricating coating film is remarkably deteriorated. As a result, when the coated film becomes thinner and the molten metal solidifies, it may be adhered to the mold. For this reason, it is a current situation that a " coating agent " in which an inorganic powder is dissolved in water is mainly used so as not to be affected by deterioration. The coating film made of graphite is a powder and does not deteriorate. However, since the mold-making agent contains water, drying is required. For example, it corresponds to the process of plastering used in Japanese houses and requires drying for a long time. In the case of casting, if molten metal is introduced before drying, the molten aluminum and water will cause water vapor explosion. Therefore, the drying process for several hours after application is indispensable, and the production efficiency is extremely lowered when "coating, drying, and producing every casting". Therefore, in order to omit the drying process, it is a current situation that " apply once every several tens or hundreds of production. &Quot; It is said that the application of the patterning agent is only a skill of a skilled craftsmanship, and a good craftsmanship can produce more than 100 pieces per application. Some craftsmen with poor craftsmanship can not even produce ten. In addition, the thick coating film made of graphite may be partially peeled off. The exfoliated powder is mixed into the product and the strength of the product is extremely reduced. Since it is unclear when peeling occurs, the entire cast product of the lot which caused peeling is generally rejected and recovered. In addition, if the coating film is peeled from the product surface, the peeled product part becomes convex, resulting in poor appearance.

주조 공정 중에서, 고착 방지 뿐만 아니라, 미세하게 새겨진 금형의 부위에도 완전히 용탕이 흘러가, 기대하는 형태의 제품으로 완성되는 것도 중요한 요소이다. 이러한 탕 흐름을 확보하기 위해서, 도형제를 두껍게 칠하고 있다. 즉, 용탕의 냉각을 지연시켜, 용탕의 점도를 낮게 유지하여, 금형의 미세한 부분에 용탕이 고루 미치도록 하고 있다. 전술한 바와 같이 수십회에 1회 도포하여 두꺼운 도포막(수십 내지 백수십 ㎛의 두께)을 확보하고 있으나, 주조마다 미량의 분체가 제품 속에 혼합되어 있다. 그 때문에, 도포막이 서서히 얇아져, 단열 효율이 저하된다. 최종적으로는, 용탕 온도가 저하되어, 탕 흐름을 확보할 수 없게 되어, 금형의 구석구석까지 용탕이 흘러가지 않는다. 즉, 형태가 무너진 달걀 부침이 완성된다. 초기의 도포막이 두껍고, 수십회 주조한 후의 도포막은 얇다. 따라서, 초기의 제품의 냉각 속도와 수십회 주조한 후의 냉각 속도에 차이가 발생한다. 그 결과, 금속의 결정 조직이 다르고, 도포 초기와 도포 후기에서 제품의 품질이 다른 결점이 있다. 즉, 제품의 품질을 안정시키기 위해서는 빈번한 도포가 필요해지지만, 도포 후의 빈번한 건조도 필요해지기 때문에, 생산 효율은 저하된다. 안정적인 품질을 희생하면서, 초기에 두껍게 도포하고, 윤활성이 악화되는 얇기까지 사용하여, 비효율적인 건조 공정을 적게 하고 있다.In the casting process, it is important not only to prevent sticking but also to completely melt the portion of the mold which is finely engraved, and to finish the product in the expected form. In order to secure such a flow of hot water, a thick coating agent is applied. That is, the cooling of the molten metal is delayed, the viscosity of the molten metal is kept low, and the molten metal is uniformly distributed in the fine portion of the metal mold. As described above, a thick coating film (thickness of several tens to hundreds of tens of micrometers) is secured by coating once every several tens of times, but a small amount of powder is mixed in the product per casting. As a result, the coated film gradually becomes thinner, and the heat insulating efficiency is lowered. Finally, the molten metal temperature is lowered, the molten metal flow can not be ensured, and the molten metal does not flow to every corner of the metal mold. In other words, the broken egg shape is completed. The initial coating film is thick and the coating film after casting several tens times is thin. Therefore, a difference occurs between the cooling rate of the initial product and the cooling rate after casting several tens of times. As a result, the crystal structure of the metal is different, and the quality of the product is different at the initial stage of application and after the application. In other words, frequent application is required to stabilize the quality of the product, but since frequent drying after application is also required, the production efficiency is lowered. It is applied at a small thickness at an early stage while sacrificing stable quality and thinner to deteriorate lubricity, thereby reducing inefficient drying processes.

또한, 도포막으로 만들어진 제품은 일반적으로 광택 처리된 표면을 갖지만, 제품에 따라서는 외관상의 품질 요구를 만족하지 않기 때문에 광을 내는 것을 목적으로 한 후처리가 필요해진다. 덧붙여, 물을 제외하면 100%의 분체를 사용하기 때문에, 건조 후에는 분체의 비산을 피할 수 없어, 작업 환경에도 주의가 필요하다.In addition, a product made of a coated film generally has a polished surface, but some products do not satisfy the apparent quality requirement, and therefore post-treatment for emitting light is required. In addition, since 100% of the powder is used except for water, scattering of the powder after drying can not be avoided, and working environment is also required.

이러한 결점을 보충하는 기술로서, 특허 문헌 3 및 특허 문헌 4에 기재된 기술이 알려져 있다. 양 기술 모두, 건조 시간을 대폭적으로 삭감하기 위해서 물을 함유하지 않는 유성 윤활제에 관한 것이다. 또한, 도포 횟수를 늘림으로써, 지나치게 두꺼운 도포를 피하여 종래의 도형제보다 균질한 도포막을 생성하고 있다. 또한, 분체 함유량을 저감시킴으로써, 가능한 한 얇은 막으로 하여, 막의 박리를 방지하고 있다. 또한, 저농도 분체이기 때문에, 생산 현장에서의 분체의 비산도 가능한 한 억제되어 있다.As techniques for compensating for such drawbacks, the techniques described in Patent Document 3 and Patent Document 4 are known. Both technologies relate to oily lubricants that do not contain water in order to drastically reduce drying time. In addition, by increasing the number of times of application, an excessively thick coating is avoided to produce a coating film that is more homogeneous than the conventional coating agent. Further, by reducing the content of the powder, the film is made as thin as possible to prevent peeling of the film. Also, since it is a low-concentration powder, scattering of powder at the production site is suppressed as much as possible.

C) 단조C) Forging

단조는, 제품화하는 금속 재료를 압축하여, 변형시키는 방법이다. 이 방법은 자유 단조와 형 단조(die forging)의 2종류로 크게 구별할 수 있다. 금형 없이, 철재를 두드려 만드는 칼은, 자유 단조의 좋은 예이다. 한편, 금형을 사용해서, 제품의 균질화를 도모하여 행하는 것은 형 단조이다. 엔진 부품의 크랭크축은, 형 단조의 좋은 예라고 말할 수 있다. 또한, 변형에 필요한 압축력을 저감시키기 위해서 피단재(被鍛材)(이후, 워크라고 함)를 가열하여, 연화시키는 경우가 있다. 워크의 재질에 따라, 가열하는 온도가 다르다. 가열 정도에 따라, 일반적으로, 냉간 단조, 온간 단조, 열간 단조로 분류되지만, 수량화에 의한 명확한 구분은 없다.Forging is a method of compressing and deforming a metal material to be produced. This method can be divided into two types, free forging and die forging. Without a mold, a knife knocking a steel is a good example of free forging. On the other hand, molds are used for homogenization of products by using molds. The crankshaft of the engine component is a good example of mold forging. Further, in order to reduce the compressive force required for deformation, the material to be cut (hereinafter, referred to as a work) is heated and softened. Depending on the material of the workpiece, the heating temperature differs. Generally, it is classified into cold forging, warm forging, and hot forging depending on degree of heating, but there is no definite classification by quantification.

냉간 단조는, 워크의 재결정 온도 이하(통상, 실온)에서 실시되며, 치수 정밀도가 매우 높다. 따라서, 후가공 처리 없이, 제품화가 가능한 경우가 많다. 냉간 단조는 소형 제품에 적합하다. 한편, 열간 단조는 재결정 온도 이상에서 실시되며, 대형 제품에 적용되고 있다. 그러나, 워크의 표면에 산화 피막이 생성되어, 제품의 균열이 발생하기 쉬워진다. 또한, 금속을 변형시키기 때문에, 워크는 고압으로 압축된다. 워크와 금형 사이에 윤활제가 없는 상태에서는, 워크와 금형 사이에서 스크레치나 응착을 일으킨다. 따라서, 스크레치나 응착 방지를 위해서, 금형에 윤활제가 도포되어 있다.The cold forging is carried out at a temperature not higher than the recrystallization temperature of the work (usually at room temperature), and the dimensional precision is very high. Therefore, in many cases, commercialization is possible without post-processing. Cold forging is suitable for small products. On the other hand, hot forging is performed at a temperature higher than the recrystallization temperature and is applied to a large product. However, an oxide film is formed on the surface of the work, and cracking of the product is likely to occur. Further, since the metal is deformed, the work is compressed at a high pressure. When there is no lubricant between the workpiece and the mold, it causes scratches or adhesion between the workpiece and the mold. Therefore, a lubricant is applied to the mold for the purpose of preventing scratching and adhesion.

일반적으로, 냉간 단조에서는, 물리 흡착에 의해 도포막을 형성하기 쉽다. 한편, 열간 단조의 고온에서는, 고온하에서 라이덴프로스트 현상을 일으켜, 윤활제 성분이 금형에 부착되기 어렵다. 또한, 부착되어도 물리 흡착력이 약하여, 도포막의 형성이 어려워진다. 물을 매체로 한 윤활제의 경우에는, 100℃ 이하에서는 물이 건조되지 않아 윤활을 행할 수 없으나, 중간 온도에서 도포막을 형성하기 쉽다. 그러나, 240℃를 넘으면 라이덴프로스트 현상으로 인해 도포막을 형성하기 어렵다.Generally, in cold forging, it is easy to form a coating film by physical adsorption. On the other hand, at a high temperature of hot forging, a lubricant frost phenomenon occurs at a high temperature, and the lubricant component is hardly attached to the mold. Further, even when adhered, the physical adsorption force is weak, and formation of a coating film becomes difficult. In the case of a lubricant using water as a medium, water can not be dried at 100 DEG C or lower, so that lubrication can not be performed, but a coating film is easily formed at an intermediate temperature. However, when the temperature exceeds 240 캜, it is difficult to form a coating film due to the phenomenon of layden frost.

시장에 있는 도포막을 형성하는 재료로서, 다음의 형태를 들 수 있다.As a material for forming a coating film in the market, the following form can be mentioned.

1) 흑연계: 수유화형(水乳化型), 유성 분산형의 2종류의 윤활제.1) Graphite: Two types of lubricants: oil-in-water (water-emulsified) and oil-dispersed.

2) 백색 분체계: 운모, 질화붕소, 또는, 멜라민시아누레이트의 수유화형.2) White powder system: Liquid form of mica, boron nitride, or melamine cyanurate.

3) 유리계: 콜로이드형 규산과 방향족 카르복실산의 알칼리 금속염 혼합계(특허 문헌 5)이며, 물에 희석되어 사용되는 타입.3) Glass system: A mixed system of an alkali metal salt of a colloidal silicic acid and an aromatic carboxylic acid (Patent Document 5), which is diluted with water and used.

4) 수용성 고분자계: 물을 함유(특허 문헌 6).4) Water-soluble polymer system: Containing water (Patent Document 6).

흑연은, 저온에서부터 고온까지 우수한 윤활성을 나타낸다. 그러나, 흑연의 경우, 작업 환경은 흑색 분체로 더러워져 열악하다. 특히, 오일에 흑연을 혼합한 타입의 윤활제는, 현저한 더러움의 원인이 된다. 백색 분체가 주체인 윤활제는 작업 환경을 흑연만큼은 악화시키지 않으나, 그래도 분체 함유량이 많으면 작업 현장을 더럽힌다. 또한, 백색 분체는 흑연에 비하여 윤활성이 뒤떨어진다. 또한, 백색 분체는 경도가 높은 경우가 있어, 금형 표면을 손상시켜, 금형 수명을 짧게 하는 경향이 있다. Graphite exhibits excellent lubricity from low temperature to high temperature. However, in the case of graphite, the working environment is poor due to being dirty with black powder. Particularly, a lubricant of a type in which graphite is blended with oil causes remarkable dirt. The lubricant, which is mainly white powder, does not deteriorate the working environment as much as graphite, but if the powder content is high, the work site is defiled. Further, the white powder is inferior in lubricity to graphite. Further, the white powder may have high hardness, which may damage the surface of the mold and shorten the life of the mold.

유리계 및 고분자계 윤활제는 두꺼운 피막을 형성할 수 있으나, 흑연에 비하여 윤활성은 뒤떨어지고, 금형 수명이 짧다. 또한, 유리계 윤활제는 장치 주위에 유리막이나 고분자막을 형성하고, 백색 분체만큼은 아니지만, 정기적인 청소 작업이 필요하여 작업 효율도 나쁘다.Glass-based and polymer-based lubricants can form thick coatings, but are less lubricous than graphite and have a short mold life. Further, the glass-based lubricant forms a glass film or a polymer film around the device, and is not as good as a white powder, but requires periodic cleaning work, resulting in poor working efficiency.

흑연 및 백색 분체계 윤활제는 물 또는 오일에 분체가 분산되어 있기 때문에, 저장 시에 분리가 발생하는 문제나 배관, 스프레이 등이 막히는 문제가 항상 따라다닌다. 물유리계(water-glass type)는, 도포하는 노즐 부근에서 건조가 일어난다. 특히, 작업 중단이 길면 건조가 조장되어, 노즐 선단의 막힘이 발생한다. 그 결과, 작업을 재개할 때, 도포량이 저하된다. 따라서, 윤활 능력이 부족하기 때문에, 불량품이 발생한다. 수유화계 윤활제는 금형의 냉각성이 좋으나, 폐수 처리가 필요해진다.Since graphite and white powder lubricants are dispersed in water or oil, there is always a problem of separation during storage and clogging of piping and spray. In the water-glass type, drying takes place near the nozzle to be coated. In particular, if the operation is interrupted for a long time, the drying is promoted and clogging of the nozzle tip occurs. As a result, when the work is resumed, the application amount decreases. Therefore, since the lubricating ability is insufficient, defective products are generated. The lubricating agent of the feeding system is good in the coolability of the mold, but it is necessary to treat wastewater.

또한, 금형면이 230℃를 넘으면, 물에 둘러싸인 윤활제의 미스트가 금형면에서 비등한다. 그 결과, 금형에 대한 윤활제의 부착 효율이 나빠져, 윤활제를 다량으로 도포하지 않으면 안 되게 된다. 즉, 수용성 윤활제의 도포막 형성은 온도에 크게 의존하기 때문에, 엄격한 금형 온도의 제어가 불가결하다. 물은 100℃ 이하에서는 증발하기 어렵기 때문에, 유화형의 윤활제는 냉간 단조에는 부적합하다. 한편, 유화형의 윤활제는 온간·열간 단조에 사용할 수 있다. 그러나, 물이 금형을 냉각하고, 워크가 금형을 가열한다. 이 가열·냉각 사이클을 반복하면, 금형에 크랙이 발생한다. 금형의 수리가 필요해지고, 덧붙여, 수리 횟수가 증가하면, 고가의 금형의 폐기에 이른다. 즉, 물이 금형의 수명을 단축시키고 있다. 또한, 성형 공정 중에서 워크 온도의 저하가 현저한 경우에는, 고하중에서의 성형이 필요해져, 금형 수명을 단축시키는 요인이 되고 있다.When the mold surface exceeds 230 DEG C, the mist of the lubricant surrounded by the water boils on the mold surface. As a result, the efficiency of attaching the lubricant to the mold becomes poor, and it becomes necessary to apply a large amount of the lubricant. That is, since the formation of the coating film of the water-soluble lubricant is highly dependent on the temperature, strict control of the mold temperature is indispensable. Since water is difficult to evaporate below 100 ° C, emulsified lubricants are not suitable for cold forging. On the other hand, the emulsifying type lubricant can be used for warm and hot forging. However, water cools the mold and the work heats the mold. When this heating and cooling cycle is repeated, a crack is generated in the mold. The repair of the mold becomes necessary and, in addition, when the number of repairs increases, it reaches the disposal of the expensive mold. That is, water shortens the life of the mold. In addition, when the work temperature is remarkably lowered in the molding step, molding under high load becomes necessary, which is a factor of shortening the life of the mold.

윤활제의 도포 방법에 관해서, 다량으로 도포하면 사이클 타임(1개의 제품을 생산하기 위한 작업 시간)이 늘어나는 문제가 있다. 수용성의 윤활제의 경우, 대량으로 도포하기 때문에, 생산 효율의 관점에서 바람직하지 않다. 또한, 대량 도포에 의한 윤활제의 비산에 기인하여, 작업 환경의 악화 및 윤활제 보충 빈도의 증가 등의 문제도 들 수 있다. 또한, 워크의 가열 공정이 생산성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 종래의 수용성 윤활제를 사용한 생산 공정은, 워크의 승온 후에는 다양하며, 예비 성형과 거친 성형과 마무리 성형 등의 공정이 있다. 그때, 성형 공정이 진행됨과 아울러 워크의 온도가 저하되기 때문에, 변형 저항이 증가하여 성형이 곤란해진다. 특히, 수용성 윤활제의 경우에는 도포량이 많기 때문에, 금형이 냉각되어, 온도 저하가 가속된다. 그 대책으로서, 재승온 공정을 추가하는 경우가 있다. 그러나, 재승온 공정은 사이클 타임, 스페이스, 운전 비용 등, 생산 효율의 저하를 초래하고 있다.With respect to the application method of the lubricant, there is a problem that the cycle time (working time for producing one product) increases when a large amount is applied. In the case of a water-soluble lubricant, since it is applied in a large amount, it is not preferable from the viewpoint of production efficiency. Further, due to scattering of the lubricant by mass application, problems such as deterioration of the working environment and increase in the frequency of lubricant replenishment can be considered. In addition, the heating process of the workpiece may cause a decrease in productivity. The production process using a conventional water-soluble lubricant varies after the temperature rise of the work, and there are processes such as preliminary molding, rough molding and finish molding. At that time, since the molding process proceeds and the temperature of the work is lowered, the deformation resistance increases and molding becomes difficult. Particularly, in the case of the water-soluble lubricant, since the coating amount is large, the mold is cooled and the temperature drop is accelerated. As a countermeasure therefor, there is a case where a re-win-on process is added. However, the re-start-up process causes a decrease in production efficiency such as a cycle time, a space, an operation cost, and the like.

상기한 문제점을 해소하기 위해서, 본 출원인들은, 저농도의 분체를 함유한 유성 윤활제를 제안하고 있다. 유성이기 때문에 물을 함유하지 않아, 물에 기인하는 생산성의 저하나 생산 비용의 악화를 방지할 수 있다. 또한, 분체량은 저농도이고, 현장 환경의 악화의 저감, 윤활제 저장 시의 침강의 문제를 저감시킬 수 있다. 또한 소량 도포이기 때문에 냉각 능력이 적어 재가열 공정을 삭감할 수 있어, 생산 효율이 좋다. 그러나, 고하중하에서, 조건에 따라서는 스크레치가 발생한다.In order to solve the above problems, the present applicants have proposed a lubricant containing a low concentration of powder. Because it is oil-based, it does not contain water, and thus it is possible to prevent deterioration of productivity caused by water and deterioration of production cost. In addition, the powder amount is low, and it is possible to reduce deterioration of the on-site environment and to reduce the problem of settling at the time of lubricant storage. In addition, since a small amount of coating is applied, the reheating process can be reduced because the cooling capacity is small, and the production efficiency is good. However, under high load, scratches occur depending on the conditions.

이와 같이 개개의 경우에는, 종래 기술이 어느 정도 확립되어 있으나, 고압 주조, 중력·저압 주조 및 단조에서 공통적으로 사용할 수 있는 윤활제에 관한 기술은 발견할 수 없다.In each case, although the conventional technique has been established to a certain extent, no technique relating to a lubricant that can be commonly used in high-pressure casting, gravity and low-pressure casting and forging can be found.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평성 제9-235496호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-235496 특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2000-153217호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-153217 특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2007-253204호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-253204 특허 문헌 4: 일본 특허 공개 제2008-93722호 공보Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-93722 특허 문헌 5: 일본 특허 공개 소화 제60-1293호 공보Patent Document 5: Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-1293 특허 문헌 6: 일본 특허 공개 평성 제1-299895호 공보Patent Document 6: JP-A-1-299895

본 발명은, 고압 주조, 중력 주조, 저압 주조 및 단조의 금형에 「분체」를 함유하는 「유성 윤활제」를 「정전(靜電) 도포」하고, 특히 고온 부위와 고하중하에서의 눌러붙음을 방지하는 조성물, 이 조성물을 도포하는 도포 방법, 및 도포하기 위한 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a composition for preventing " electrostatic coating " of an " oily lubricant " containing " powder " in a mold of high pressure casting, gravity casting, low pressure casting and forging, , A coating method for applying the composition, and a coating apparatus for coating.

제1 발명은, 오일로 이루어지는 유성 윤활제 60 질량%~99 질량%, 가용화제 0.3 질량%~30 질량%, 무기 분체 0.3 질량%~15 질량% 및 물 7.5 질량% 이하를 포함하고, 금형에 정전(靜電) 도포되는 금형용 분체 함유 유성 윤활제, 또는, 오일로 이루어지는 유성 윤활제 60 질량%~98.7 질량%, 가용화제 0.8 질량%~30 질량%, 무기 분체 0.3 질량%~15 질량% 및 물 0.2 질량%~7.5 질량%를 포함하고, 금형에 정전 도포되는 금형용 분체 함유 유성 윤활제에 관한 것이다.The first invention is characterized by comprising 60% by mass to 99% by mass of an oily lubricant composed of oil, 0.3% by mass to 30% by mass of a solubilizing agent, 0.3% by mass to 15% by mass of an inorganic powder and 7.5% Wherein the lubricating oil composition contains 60 to 98.7% by mass of an oil-based lubricant comprising an oil, 0.8 to 30% by mass of a solubilizer, 0.3 to 15% by mass and 0.2% by mass of an inorganic powder, To 7.5% by mass, and electrostatically applied to the mold.

또한, 제2 발명은, 상기 금형용 분체 함유 유성 윤활제를 금형에 정전 도포하는 정전 도포 방법에 관한 것이다.The second invention relates to an electrostatic application method for electrostatically applying the above-mentioned oil-based lubricant containing a metal powder onto a metal mold.

또한, 제3 발명은, 상기 금형용 분체 함유 유성 윤활제에 정전을 부여하는 정전 부여 장치와, 다축 로봇 상에 설치된 정전 도포건을 구비하며, 상기 금형용 분체 함유 유성 윤활제를 금형에 정전 도포하기 위한 정전 도포 장치에 관한 것이다.The third invention is a method for manufacturing an electrostatic latent electrostatic latent image bearing member, comprising an electrostatic imparting device for applying electrostatic force to the lubricant containing the mold powder and an electrostatic application gun provided on the multi-axis robot, ≪ / RTI >

본 발명에 따르면, 고압 주조, 중력 주조, 저압 주조 또는 단조의 금형에 정전 도포했을 때에, 특히 도포 장치로부터 숨겨진 부위, 고온 부위와 고하중하에서의 눌러붙음을 방지할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, when electrostatically applied to a metal mold of high-pressure casting, gravity casting, low-pressure casting or forging, it is possible to prevent the pressurized and adhered portions from being hidden under high-

도 1의 (A)는 본 발명의 정전 도포 장치의 개략적인 전체의 설명도이다. 또한, 도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 정전 도포 장치의 일부인 정전 도포건으로부터 금형에 유성 윤활제를 도포하고 있는 상태를 설명하고 있는 도면이다.
도 2는 실제 금형에서의 유성 윤활제의 부착을 모방한 실험실형 부착량 측정 시험기의 설명도이다.
도 3은 실제 금형에서 고화된 알루미늄 제품을 꺼낼 때에 필요로 하는 마찰력을 추정하기 위한 실험실형 마찰 시험기의 설명도이다. 도 3의 (A)는 시험편에 윤활제를 도포하고 있는 상황을 설명하고 있다. 도 3의 (B)는 윤활제를 도포한 시험편 상에서, 녹은 알루미늄을 고화시키고, 그 후, 마찰력을 측정하고 있는 상황을 설명하고 있다.
도 4는 정전 도포 효과를 확인하는 경우의 도포 방향과 평행하게 시험편을 설치하기 위한 배치를 도시한다.
도 5는 고온에 용해된 알루미늄 용탕이 고화될 때까지 흐르는 길이를 측정하는 탕 흐름성 시험기의 전체도이다.
도 6은 도 5의 탕 흐름성 시험기를 구성하는 대(臺)의 측면을 도시하는 도면이다.
도 7은 도 5의 탕 흐름성 시험기를 구성하는 덮개를 도시하는 도면이다. 도 7의 (A)는 덮개의 측면을 도시하고, 도 7의 (B)는 덮개의 이면을 도시하는 도면이다.
도 8은 도 5의 탕 흐름성 시험기에 의한 탕 흐름성 시험에 이용하는 메저(measure)와 막대를 도시하는 도면이다. 도 8의 (A)는 탕 흐름성 시험에 이용하는 메저, 도 8의 (B)는 탕 흐름성 시험에 이용하는 막대를 도시하는 도면이다.
도 9는 실제의 중력 주조 장치를 모방한 성형성 평가 시험기의 개요도이다.
도 10은 도 9의 성형성 평가 시험기를 구성하는 좌측 금형의 상세도이다.
도 11은 도 9의 성형성 평가 시험기를 구성하는 우측 금형의 상세도이다.
도 12는 성형성 평가 시험의 조작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 성형성 평가 시험에 의해 고화된 주조 제품을 도시하는 도면이다.
도 14는 실제 단조를 모방한 링 압축 시험기의 개요를 설명하는 도면이다.
도 15는 실제 단조 장치에 정전 도포 장치를 시험적으로 탑재한 상황의 설명도이다.
Fig. 1 (A) is an explanatory diagram of a schematic overall view of the electrostatic coating device of the present invention. Fig. 1 (B) is a view for explaining a state in which a lubricant is applied to a mold from an electrostatic coating gun, which is a part of the electrostatic coating apparatus in Fig. 1 (A).
Fig. 2 is an explanatory diagram of a laboratory-type adhesion amount measurement tester simulating attachment of an oily lubricant in an actual mold.
3 is an explanatory diagram of a laboratory type friction tester for estimating a friction force required when taking out a solidified aluminum product from an actual mold. Fig. 3 (A) illustrates a situation in which a lubricant is applied to the test piece. Fig. 3 (B) illustrates a situation in which molten aluminum is solidified on a test piece coated with a lubricant, and then friction force is measured.
Fig. 4 shows the arrangement for installing the test piece in parallel with the application direction in confirming the electrostatic application effect.
Fig. 5 is an overall view of a bath flow tester for measuring the length of the molten aluminum melted at high temperature until it solidifies.
Fig. 6 is a view showing a side surface of a stage constituting the flow tester of Fig. 5. Fig.
7 is a view showing a lid constituting the bath flowability tester of Fig. Fig. 7 (A) shows the side face of the lid, and Fig. 7 (B) shows the back face of the lid.
Fig. 8 is a view showing a measure and a bar used in the flow-flow test by the flow-flow tester of Fig. Fig. 8 (A) is a diagram for use in the flow flow test, and Fig. 8 (B) is a diagram showing the bars used in the flow flow test.
Fig. 9 is a schematic view of a moldability evaluation tester simulating an actual gravity casting apparatus.
10 is a detailed view of a left mold constituting the moldability evaluation tester of Fig.
11 is a detailed view of a right mold constituting the moldability evaluation tester of Fig.
12 is a diagram for explaining the operation of the formability evaluation test.
13 is a view showing a cast product solidified by the formability evaluation test.
14 is a diagram for explaining the outline of a ring compression tester simulating actual forging.
15 is an explanatory diagram of a situation in which an electrostatic coating apparatus is mounted on an actual forging apparatus in a tentative manner.

이하, 제1 발명에 대해서, 더 상세히 설명한다. Hereinafter, the first invention will be described in more detail.

a) 유성 윤활제a) Oily lubricant

제1 발명에서 이용되는 유성 윤활제란 오일로 이루어지는 것이며, 계면 활성제나 후술하는 가용화제가 없으면 물과 섞이는 일이 없고, 극성이 낮으며, 상온에서 액체인 가연성의 물질을 말한다. 유성 윤활제는, 석유계 포화 탄화수소 성분(용제, 또는 광유(鑛油)와 합성유)과 윤활성을 높이는 윤활성 향상제 성분(실리콘유, 동식물유, 지방산에스테르 등의 윤활 첨가제)과 도포막 유지를 위한 고점도 석유계 탄화수소유 성분으로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 국제 공개 제WO2006/025368호 공보에 기술되어 있는 것이나, 종래부터 「시동제(startup agents)」라고 불리고 있는 윤활제·이형제를 들 수 있다.The oily lubricant used in the first invention refers to a flammable substance which is composed of oil and does not mix with water without a surfactant or a later-described solubilizing agent, has a low polarity, and is liquid at room temperature. Oily lubricants include oil-based saturated hydrocarbon components (solvent or mineral oils and synthetic oils) and lubricity enhancing agents (lubricants such as silicone oils, animal and vegetable oils and fatty acid esters) that enhance lubricity and high viscosity oils Based hydrocarbon oil component. For example, those described in International Publication No. WO2006 / 025368 include lubricants and releasing agents conventionally called " startup agents ".

유성 윤활제는, 본 발명의 분체 함유 유성 윤활제 중, 60 질량%~99 질량%이다. 나아가서는, 60 질량%~98.7 질량%인 것이 바람직하고, 70 질량%~90 질량%인 것이 보다 바람직하다. 60 질량%보다 적어지면, 금형면 상에서의 건조성이 나빠지고, 99 질량%보다 많아지면, 금형면 상에서의 도포막이 얇아져 윤활성이 저하되는 경향이 된다.The oil-based lubricant is 60% by mass to 99% by mass of the powdery lubricous lubricant of the present invention. Further, it is preferably 60 mass% to 98.7 mass%, more preferably 70 mass% to 90 mass%. If it is less than 60% by mass, dryness on the mold surface becomes poor, and if it exceeds 99% by mass, the coating film on the mold surface becomes thin, and the lubricity tends to decrease.

석유계 포화 탄화수소 성분은, 용제 또는 광유나 합성유를 주로 이용하는 것이 바람직하다. 이들 성분은 수십 내지 수천 개의 화합물의 혼합체이며, 비점이 낮으면 용제, 비점이 높으면 광유나 합성유라고 불리지만, 명확한 구분은 없다. 통상, 비점이 아니라 휘발성의 지표인 인화점으로 구분된다. 극히 일반적으로 용제란, 인화점이 약 150℃ 이하, 광유나 합성유는 200℃ 이상이라고 간주되고, 그 중간의 성분은 때로는 용제, 때로는 광유라고 불리고 있다. 유성 윤활제의 인화점이 낮으면, 건조성이 좋아 확고한 도포막을 형성하지만, 인화의 위험성이 높아지고, 또한, 막 두께는 얇아진다. 한편, 유성 윤활제의 인화점이 높으면, 인화의 위험성은 감소하지만, 건조성이 저하되어 도포막은 외관상 두꺼워지지만, 과잉의 부분이 많아지고 열에 의해 떨어져 나간다. 그 결과, 기공의 원인이 되는 경향이 있다. 본 발명의 분체 함유 윤활제 중, 석유계 포화 탄화수소는, 인화점으로 70℃~250℃가 바람직한 범위이다. 또한, 상기한 고점도 석유계 탄화수소는 도포막 유지를 위한 바인더로서 작용하는 것이며, 수% 정도의 성분이고 250℃ 이상의 인화점(휘발성이 낮음)을 갖는 것이 바람직하다. 인화점이 70℃ 미만이면 화재의 위험성이 높은 제2 석유류로 분류되어 바람직하지 않다.As the petroleum-based saturated hydrocarbon component, it is preferable to mainly use a solvent or a mineral oil or a synthetic oil. These components are a mixture of several tens to several thousand compounds. When the boiling point is low, they are called a solvent, while when they have a high boiling point, they are called mineral oil or synthetic oil, but there is no definite distinction. Usually, it is divided into a flash point which is an indicator of volatility rather than a boiling point. Very generally, a solvent is considered to have a flash point of about 150 ° C or less, and a mineral oil or synthetic oil of more than 200 ° C, and the intermediate component is sometimes called a solvent, sometimes mineral oil. If the flash point of the oil-based lubricant is low, a firm coating film is formed with good dryability, however, the risk of ignition increases and the film thickness becomes thin. On the other hand, if the ignition point of the oily lubricant is high, the risk of ignition is reduced, but the drying property is lowered and the coating film becomes apparently thicker, but the excess portion is increased and separated by heat. As a result, there is a tendency to cause pores. Among the powder-containing lubricant of the present invention, the petroleum-based saturated hydrocarbon is preferably in a range of 70 ° C to 250 ° C as the flash point. Further, the above-mentioned highly viscous petroleum hydrocarbon acts as a binder for holding a coating film, and it is preferable that it has a flash point (low volatility) of 250 deg. If the flash point is lower than 70 캜, it is classified as a second petroleum with a high risk of fire.

석유계 포화 탄화수소 성분의 용제로서는, 탄소수 10 이상의 상온에서 액체인 탄화수소를 들 수 있다. 구체적으로는, 데칸, 도데칸, 옥타데칸이나 탄소수 15의 석유계 용제를 들 수 있다. 그 중에서, 탄소수 14~16의 석유계 탄화수소가, 화재의 위험과 금형면 상에서의 건조성의 관점에서 바람직하다. 석유계 포화 탄화수소 성분의 광유로서는, 예컨대 스핀들유, 기계유, 모터유, 실린더유를 들 수 있다. 석유계 포화 탄화수소 성분의 상기 합성유로서는, 예컨대, 폴리 알파-올레핀(에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐, 1-옥텐 올리고머, 1-데센 올리고머, 및 이들의 수소화물 등), 모노에스테르(부틸스테아레이트, 옥틸라우레이트), 디에스테르(디트리데실글루타레이트, 디-2-에틸헥실아디페이트, 디이소데실아디페이트, 디트리데실아디페이트, 디-2-에틸헥실세바케이트 등), 폴리에스테르(트리멜리트산에스테르 등), 폴리올에스테르(트리메틸올프로판카프릴레이트, 트리메틸올프로판펠라고네이트, 펜타에리스리톨-2-에틸헥사노에이트, 펜타에리스리톨펠라고네이트 등), 폴리옥시알킬렌글리콜, 폴리페닐에테르, 디알킬디페닐에테르, 인산에스테르(트리크레실포스페이트 등)를 들 수 있다.As the solvent of the petroleum-based saturated hydrocarbon component, a hydrocarbon which is a liquid at a room temperature of 10 or more carbon atoms may be mentioned. Specific examples thereof include decane, dodecane, octadecane, and petroleum solvents having 15 carbon atoms. Among them, petroleum hydrocarbons having 14 to 16 carbon atoms are preferable from the viewpoint of fire risk and drying property on the mold surface. Examples of the petroleum-based saturated hydrocarbon-based mineral oil include spindle oil, machine oil, motor oil, and cylinder oil. Examples of the synthetic oil of the petroleum-based saturated hydrocarbon component include polyalphaolefins (such as ethylene-propylene copolymer, polybutene, 1-octene oligomer, 1-decene oligomer and hydrides thereof), monoesters Di-2-ethylhexyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, di-2-ethylhexyl sebacate, etc.), poly (Trimethylolpropane) propylate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate, pentaerythritol pelanate and the like), polyoxyalkylene glycol, polyoxyethylene glycol, Polyphenyl ether, dialkyl diphenyl ether, phosphoric acid ester (tricresyl phosphate and the like).

상기한 윤활성 향상제 성분으로서는, 지방산, 유기산, 알코올이나 실리콘이 있다. 지방산 성분으로서는, 예컨대, 유채유(rape seed oil), 대두유, 야자유, 팜유 등의 식물성 유지를 들 수 있다. 또한, 유기산으로서는 올레산, 스테아르산, 팔미트산, 라우르산에 더하여, 우지(牛脂) 지방산 등의 고급 지방산의 1가 알코올에스테르를 들 수 있다. 알코올로서는 다가 알코올에스테르를 들 수 있고, 실리콘유 성분으로서는 디메틸실리콘이나 알킬 변성 실리콘을 들 수 있다. 그 중에서, 고온에서의 윤활성의 관점에서 유채유와 알킬 변성 실리콘이 바람직하다. 유성 윤활제는, 이들 중 어느 하나를 단독으로 이용해도 되고, 또한 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다. Examples of the lubricity improver component include fatty acids, organic acids, alcohols, and silicones. Examples of the fatty acid component include vegetable oils such as rape seed oil, soybean oil, palm oil, and palm oil. Examples of organic acids include oleic acid, stearic acid, palmitic acid and lauric acid, and monohydric alcohol esters of higher fatty acids such as tallow fatty acid. Examples of alcohols include polyhydric alcohol esters. Examples of the silicone oil component include dimethyl silicone and alkyl-modified silicone. Among them, rapeseed oil and alkyl-modified silicone are preferable from the viewpoint of lubricity at high temperature. As the oil-based lubricant, any one of them may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

b) 가용화제b) Solubilizing agent

본 발명에 있어서, 가용화제란 물을 용해하고, 또한, 극성이 낮은 유성 윤활제 중에 녹는 성질을 갖는 것이며, 알코올, 글리콜, 에스테르, 에테르, 케톤류의 용매, 또는 유화제를 들 수 있다. 물을 용해한 이들 용매가 또한 유성 윤활제에 용해되지 않으면, 물과 용매의 일부가 분리되어, 탁함을 발생하는 경우가 있고, 그 결과, 전기 저항도 무한대가 된다. C1, C2의 저급 알코올이나 글리콜은 물을 잘 녹이지만, 석유계 유성 윤활제 중에서 분리를 일으키는 경향이 있다. 또한, 유성 윤활제는 도포하면서 사용하기 때문에, 작업자의 건강에 대한 영향이 적은 독성과, 극성이 낮은 용매도 필요한 성질이다. 무취에 가까운 성질도 중요하다. 이러한 점들을 감안하여, 물을 극성이 낮은 유성 윤활제에 용해시키기 위해서는, 기화하기 쉬운 에테르나 케톤, C3, C4, C5 등의 저급 알코올, 에스테르에 비하여, 친수기와 친유기를 겸비하는 비이온형 또는 음이온형의 유화제가 가용화제로서 가장 바람직하다. In the present invention, the solubilizing agent is a substance which dissolves water and dissolves in an oil-based lubricant having a low polarity, and includes an alcohol, a glycol, an ester, an ether, a ketone solvent, or an emulsifier. If these solvents in which water is dissolved are also insoluble in the oily lubricant, water and a part of the solvent may be separated from each other and turbidity may be generated. As a result, the electric resistance becomes infinite. Lower alcohols and glycols of C1 and C2 tend to dissolve in water, but tend to cause separation in petroleum-based oil-based lubricants. In addition, since the oily lubricant is used while being applied, it is required to have a low toxicity and a low polarity solvent with less influence on the health of workers. Properties close to odor are also important. In view of these points, in order to dissolve water in an oil-based lubricant having a low polarity, a nonionic or anionic compound having hydrophilic and hydrophobic groups, which is easier to vaporize than a lower alcohol such as ether or ketone, Type emulsifier is most preferable as a solubilizing agent.

가용화 능력의 관점에서, HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)가 5~10의 범위인 가용화제가 가장 바람직하다. HLB가 5 미만이면 물을 녹이기 어렵지만, 오일에는 녹기 쉽다. 그 때문에, 일정량의 물을 유성 윤활제에 용해시키기 위해서는, 다량의 가용화제가 필요해진다. HLB가 10을 넘으면, 물을 녹이기 쉽지만 오일에는 녹기 어렵다. 그래서, 일정량의 물을 유성 윤활제에 용해시키고자 하면, 분리를 일으킨다. 적절한 가용화제로서는, 적절한 HLB 범위를 갖는 것이 가장 바람직하다. 유화제로는, 환경 호르몬으로서의 문제를 갖고 있는 페놀·에테르형보다, 그와 같은 문제가 없는 비이온형의 소르비탄계가 바람직하다.From the viewpoint of solubilization ability, a solubilizing agent having a Hydrophile-Lipophile Balance (HLB) of 5 to 10 is most preferred. If the HLB is less than 5, it is difficult to dissolve the water, but it is easy to melt in the oil. Therefore, in order to dissolve a certain amount of water in the oily lubricant, a large amount of solubilizing agent is required. If the HLB is more than 10, it is easy to dissolve water, but it is difficult to dissolve in oil. Therefore, if a certain amount of water is dissolved in the oily lubricant, separation occurs. As a suitable solubilizing agent, it is most preferable to have an appropriate HLB range. As the emulsifier, a non-ionic type sorbitan system free from such problems is preferable to a phenol-ether type having a problem as an environmental hormone.

가용화제의 혼합에 의해, 유성 윤활제의 본래의 윤활성을 저해하고, 또한, 주조한 알루미늄 제품의 기공의 발생을 증가시킬 염려가 있다. 이러한 문제들을 최소한으로 억제하기 위해서, 가용화제의 배합량을 낮게 억제하는 것이 중요하다. 가용화제의 양은 물 함유량의 9배 이하로 하는 것이 바람직하다. 가용화제는, 본 발명의 분체 함유 유성 윤활제 중, 0.3 질량%~30 질량%이다. 0.3 질량%보다 적어지면, 가용화제가 물을 용해할 수 없고, 물이 다른 성분으로부터 분리되는 문제를 일으키며, 30 질량%보다 많아지면, 가용화제 자체가 다른 성분으로부터 분리되는 문제를 일으키는 경향이 있다. 나아가서는, 0.8 질량%~30 질량%인 것이 바람직하다.Mixing of the solubilizing agent may inhibit the inherent lubricity of the oily lubricant and increase the generation of pores in the cast aluminum product. In order to minimize these problems, it is important to suppress the amount of the solubilizing agent to be low. The amount of the solubilizing agent is preferably 9 times or less the water content. The solubilizing agent is 0.3% by mass to 30% by mass in the powdery oil-based lubricant of the present invention. When the amount is less than 0.3 mass%, the solubilizer can not dissolve the water and causes the problem that the water is separated from the other components. When the solubilizer exceeds 30 mass%, the solubilizer itself tends to be separated from other components. Further, it is preferably 0.8% by mass to 30% by mass.

c) 무기 분체c) Inorganic powder

위에서 서술한 유성 윤활제, 물, 가용화제의 각 성분은 400℃를 넘는 온도 영역에서는, 수초 사이에 분해된다. 일부에는 분해되어도 윤활성을 유지하는 성분도 있으나, 도포막은 얇아지고, 단열성이 저하된다. 도포막이 얇아지면, 금형과 금속 용탕이 직접 접촉을 일으켜, 눌어붙기에 이른다. 또한, 단열성이 저하되면, 금속 용탕의 온도가 저하되어, 용탕의 점도가 상승한다. 그 결과, 금형의 구석구석까지 알루미늄 용탕이 흐르지 않게 되어, 필요한 형상의 제품을 주조할 수 없게 된다. 한편, 단조의 경우, 단열성이 저하되면 워크의 온도가 저하되어, 딱딱해진다. 그 결과, 워크 변형을 위해서는, 보다 큰 힘이 필요해진다. 실시예에서 후술하는 바와 같이, 무기 분체는 고온에서 열화하기 어렵고, 두꺼운 도포막을 유지하며, 단열성을 발휘하는 것이 확인되고 있다. 즉, 무기 분체는 주조에서는 눌러붙음 방지, 단조에서는 눌러붙음 방지와 워크 변형 압력의 저감에 효과가 있다.Each component of the oily lubricant, water, and solubilizer described above is decomposed in several seconds in a temperature range exceeding 400 캜. Some of them have a component that maintains lubricity even when decomposed, but the coated film becomes thinner and the heat insulating property is lowered. When the coating film is thinned, the metal mold and the metal melt are brought into direct contact with each other, so that they can be caught and adhered to each other. Further, when the heat insulating property is lowered, the temperature of the molten metal is lowered, and the viscosity of the molten metal is increased. As a result, the molten aluminum does not flow to every corner of the mold, making it impossible to cast a desired shape product. On the other hand, in the case of forging, if the heat insulating property is lowered, the temperature of the work is lowered and hardened. As a result, in order to deform the work, a larger force is required. As described later in Examples, it has been confirmed that the inorganic powder is hard to deteriorate at a high temperature, maintains a thick coating film, and exerts heat insulation property. In other words, the inorganic powder is effective for prevention of sticking in casting, prevention of sticking in forging, and reduction of work strain pressure.

무기 분체의 예로서, 탈크, 마이카, 운모, 점토, 실리카, 내화(耐火) 모르타르, 보론나이트, 불소 수지, 견운모(sericite), 붕산염, 알루미나 분말, 피로인산염, 중조, 산화티탄, 벵갈라, 라디오라이트, 산화지르코늄, 흑연, 카본 블랙 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 오일 중에서의 분체의 침강 방지성을 부여하기 위해서, 분체 표면에 유기물을 흡착시킨 점토가 가장 바람직하다. 또한, 비중이 비교적 가볍고, 또한 비교적 침강하기 어려운 탄산칼슘이 바람직하다. 무기 분체의 배합량은, 0.3 질량%~15 질량%이고, 1 질량%~10 질량%가 바람직하다. 15 질량%보다 많으면, 제조 후에 장기간, 보관함으로써, 유성 윤활제를 사용하기 전에 무기 분체가 침강하는 문제를 일으키고, 또한, 주조 제품이나 워크에 흠이 생겨, 표면의 광택이 나빠진다. 또한, 작업 현장이 분체로 더러워진다. 한편, 0.3 질량%보다 적으면, 고온에서의 눌러붙음 방지 효과가 적어진다.Examples of inorganic powders include talc, mica, mica, clay, silica, refractory mortar, boronite, fluorine resin, sericite, borate, alumina powder, pyrophosphate, bicarbonate, titanium oxide, , Zirconium oxide, graphite, carbon black, and the like. Among them, clay in which an organic matter is adsorbed on the surface of the powder is most preferable in order to give a sedimentation preventing property of the powder in oil. In addition, calcium carbonate is preferred because it has a relatively low specific gravity and is relatively difficult to precipitate. The blending amount of the inorganic powder is preferably from 0.3% by mass to 15% by mass, and more preferably from 1% by mass to 10% by mass. If it is more than 15% by mass, storage for a long period of time after production causes a problem that the inorganic powder precipitates before using the oil-based lubricant, and furthermore, the cast product and the work are scratched and the gloss of the surface is deteriorated. Also, the work site becomes dirty with powder. On the other hand, when the content is less than 0.3% by mass, the effect of preventing adhesion at high temperatures is reduced.

d) 물d) Water

a)에서 서술한 유성 윤활제의 전기 저항값은 무한대이며, 정전 도포에는 적합하지 않다. 그러나, 유성 윤활제의 전기 저항값을 5 ㏁~400 ㏁의 범위로 조정함으로써, 정전 도포가 가능해진다. 예컨대, 유성 윤활제에 0.8 질량%의 물을 가용화제의 도움을 얻어 용해하면, 전기 저항값이 약 20 ㏁으로 저하된다. 상세한 시험 결과는 이후에 서술하지만, 물은, 본 발명의 분체 함유 유성 윤활제 중, 0 질량%~7.5 질량% 첨가된다. 나아가서는, 물을 0.2 질량%~7.5 질량% 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 물이 7.5 질량%를 넘으면, 유성 윤활제로부터 물의 분리가 발생하여, 저장 중인 윤활제가 변질된다. 한편, 수분량이 0 질량%인 경우라도, 1.5 V의 저전압으로 계측하는 저항계에서는 전기 저항은 무한대를 나타내지만, 윤활성 향상제와 같은 극성이 있는 성분이 고전압(60 KV)의 정전 도포 조건하에서 약간의 정전 효과를 발휘한다. 후술하는 표 2에서는, 물을 0.1 질량% 혼합하면 전기 저항값이 무한대로부터 1500 ㏁으로 감소되고, 0.4 질량% 혼합하면 900 ㏁으로 전기 저항값이 저하되지만, 물이 0.2 질량%보다 적어지면, 전기 저항값의 저하 정도가 작아지는 경향이 있다.The oily lubricant described in a) has an infinite electric resistance value and is not suitable for electrostatic application. However, by adjusting the electric resistance value of the oily lubricant within the range of 5 MΩ to 400 MΩ, electrostatic application becomes possible. For example, when 0.8 wt% of water is dissolved in the oily lubricant with the help of a solubilizing agent, the electric resistance value drops to about 20 M OMEGA. The detailed test results will be described later, but water is added in an amount of 0% by mass to 7.5% by mass in the powdery oily lubricant of the present invention. Further, it is more preferable to add 0.2 to 7.5% by mass of water. When the amount of water exceeds 7.5% by mass, separation of water from the oily lubricant occurs, and the lubricant in storage is altered. On the other hand, even in the case where the water content is 0 mass%, the resistance of the ohmmeter measured at a low voltage of 1.5 V shows infinity, but a component having a polarity such as a lubricity improving agent undergoes a slight electrostatic charge Effect. In Table 2 to be described later, when the water is mixed at 0.1 mass%, the electric resistance decreases from infinity to 1500 MΩ, and when 0.4 mass% is mixed, the electric resistance decreases at 900 MΩ. If the water is less than 0.2 mass% The degree of decrease in the resistance value tends to decrease.

또한, 유성 윤활제의 조성에 관한 바람직한 범위로서는, 유성 윤활제가 고온의 금형·용탕에 접하는 시간, 생산 시의 압력, 가공 제품의 광택 표면, 유성 윤활제 중의 분체의 침강 방지책의 유무를 고려할 필요가 있다. 고온의 금형·용탕에 대한 접촉 시간이 짧고, 유성 윤활제를 교반하는 장치를 갖는 일이 적은 고압 주조에서는 무기 분체의 양을 적게 억제하여, 1 질량%~5 질량%로 하는 것이 바람직하다. 고온의 금형·용탕에 대한 접촉 시간이 길고, 유성 윤활제를 교반하는 것이 상식인 중력·저압 주조에서는 무기 분체의 양을 고농도로 설정할 수 있다. 이 경우, 무기 분체는 5 질량%~15 질량%인 것이 바람직하다. 초고압이 가해지는 단조에서는, 제품의 손상도 고려하여, 무기 분체는 3 질량%~7 질량%인 것이 바람직하다. As a preferable range of the composition of the oil lubricant, it is necessary to consider the time for which the oil lubricant contacts with the high-temperature mold and the molten metal, the pressure at the time of production, the glossy surface of the product to be processed, and whether or not there is a solution for preventing sedimentation of the powder in the oil lubricant. It is preferable that the amount of the inorganic powder is suppressed to 1% by mass to 5% by mass in the high-pressure casting in which the contact time with the high-temperature mold and the molten metal is short and the oil- The amount of the inorganic powder can be set to a high concentration in the gravity and low pressure casting, which is common in that the contact time with the high-temperature mold and the molten metal is long and the oily lubricant is stirred. In this case, the inorganic powder is preferably 5% by mass to 15% by mass. In the forging in which ultrahigh pressure is applied, it is preferable that the inorganic powder is 3% by mass to 7% by mass in consideration of damage to the product.

본 발명의 분체 함유 유성 윤활제를 중력 주조 또는 저압 주조에 이용하는 경우에는, 유성 윤활제 80 질량%~90 질량%, 가용화제 0.8 질량%~4 질량%, 무기 분체 5 질량%~15 질량% 및 물 0.2 질량%~1 질량%를 포함하는 것이 바람직하다. 무기 분체가 5 질량%보다 적어지면, 눌러붙음 방지 효과가 적어지는 경향이 있고, 15 질량%보다 많아지면, 주조 제품에 흠집이 발생하는 문제가 생기는 경향이 있다.When the powdery oil-based lubricant of the present invention is used for gravity casting or low-pressure casting, it is preferable to use an oil-based lubricant of 80 to 90 mass%, a solubilizer of 0.8 to 4 mass%, an inorganic powder of 5 to 15 mass% By mass to 1% by mass. If the amount of the inorganic powder is less than 5 mass%, the effect of preventing sticking becomes less. On the other hand, when the amount of the inorganic powder is more than 15 mass%, the cast product tends to be scratched.

본 발명의 분체 함유 유성 윤활제를 고압 주조에 이용하는 경우에는, 유성 윤활제 85 질량%~97 질량%, 가용화제 0.8 질량%~8 질량%, 무기 분체 1 질량%~5 질량% 및 물 0.2 질량%~2 질량%를 포함하는 것이 바람직하다. 무기 분체가 1 질량%보다 적어지면, 눌러붙음 방지 효과가 적어지는 경향이 있고, 5 질량%보다 많아지면, 유성 윤활제 중의 분체가 침강하거나, 주조 제품에 흠집이 발생하는 문제가 생기는 경향이 있다.When the powdery oil-based lubricant of the present invention is used for high-pressure casting, it is preferable to use an oil-based lubricant in an amount of 85 to 97% by mass, a solubilizing agent in an amount of 0.8 to 8% by mass, an inorganic powder in an amount of 1 to 5% 2% by mass. If the amount of the inorganic powder is less than 1% by mass, the effect of preventing sticking of the particles tends to decrease. If the amount of the inorganic powder exceeds 5% by mass, the powder in the oil-based lubricant tends to precipitate or scratches may occur in the cast product.

본 발명의 분체 함유 유성 윤활제를 단조에 이용하는 경우에는, 유성 윤활제 83 질량%~95 질량%, 가용화제 0.8 질량%~8 질량%, 무기 분체 3 질량%~7 질량% 및 물 0.2 질량%~2 질량%를 포함하는 것이 바람직하다. 무기 분체가 3 질량%보다 적어지면, 눌러붙음 방지 효과가 적어지는 경향이 있고, 7 질량%보다 많아지면, 가공 제품에 흠집이 발생하는 문제가 생기는 경향이 있다. In the case of using the powdery oil-based lubricant of the present invention for forging, it is preferable to use a lubricant containing 83 to 95% by mass of an oily lubricant, 0.8 to 8% by mass of a solubilizing agent, 3 to 7% by mass of an inorganic powder and 0.2 to 2% % By mass. If the amount of the inorganic powder is less than 3 mass%, the effect of preventing sticking becomes less. If the inorganic powder is more than 7 mass%, there is a tendency to cause a problem of scratches on the processed product.

또한, 본 발명의 분체 함유 유성 윤활제는, 필요에 따라, 무기 분체를 효율적으로 분산시키기 위한 분산제나, 윤활성을 부여하기 위한 윤활 첨가제를 적절하게 이용할 수 있다.The powder-containing oily lubricant of the present invention can suitably use a dispersing agent for efficiently dispersing the inorganic powder or a lubricating additive for imparting lubricity, if necessary.

다음으로, 제2 발명 및 제3 발명에 대해서, 더 상세히 설명한다. 제2 발명은, 위에 서술한 분체 함유 유성 윤활제(제1 발명)를 금형에 정전 도포하는 정전 도포 방법이다. 다음에 서술하는 정전 도포 장치(제3 발명)에 의한 정전 도포 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 제1 발명에 따른 분체 함유 유성 윤활제는, 제3 발명에 따른 정전 도포 장치에 의해 정전 효과를 발생하기 쉽다. 그 때문에, 소위 랩어라운드 효과(wraparound effect)에 의해 금형의 숨겨진 부위나 요철 부위 또는 좁은 부위에도, 균질하고, 충분한 도포막을 형성할 수 있다. 또한, 후술하는 실시예로부터도 명백하듯이, 분체를 함유하고 있고, 금형면에 형성한 도포막이 고온, 고하중 조건에서도 견디기 때문에, 윤활성이 대폭적으로 증가한다. 특히, 전기적으로 움직임의 제어가 가능한 다축 로봇 상에 정전 도포건을 설치하면, 필요한 금형 부위에서의 정전 부여의 효과가 증폭된다.Next, the second invention and the third invention will be described in more detail. The second invention is an electrostatic coating method for electrostatically applying a powder-containing lubricant (first invention) described above to a metal mold. It is preferable to use the electrostatic application method by the electrostatic application device (the third invention) described below. The powder-containing oily lubricant according to the first invention is liable to generate the electrostatic effect by the electrostatic coating device according to the third invention. Therefore, a so-called wraparound effect can form a homogeneous and sufficient coating film on a hidden portion, a concavo-convex portion, or a narrow portion of the mold. Further, as apparent from the examples described later, since the coated film formed on the mold surface contains the powder and can withstand high-temperature and high-load conditions, the lubricity greatly increases. Particularly, when an electrostatic application gun is provided on a multiaxial robot capable of controlling the movement of electrons, the effect of imparting an electric charge in a necessary mold area is amplified.

제3 발명인 정전 도포 장치는, 제2 발명인 정전 도포 방법을 실시하기 위한 장치이며, 정전 부여 장치와 다축 로봇 상에 정전 도포건 등을 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 1의 (A)는 정전 도포 장치의 개략적인 전체의 설명도이고, 도 1의 (B)는 상기 장치의 일부를 확대하고, 또한 로봇 상에 탑재하면서 분체 함유 유성 윤활제를 도포하는 상황을 설명하고 있는 도면이다. 본 발명의 정전 도포 장치의 기본 구조는, 고압 주조, 중력·저압 주조 및 단조의 어떠한 목적으로 사용하는 경우라도 공통이다.An electrostatic application device according to a third aspect of the present invention is a device for implementing the electrostatic application method of the second invention, and is characterized by including an electrostatic application device and an electrostatic application gun on a multi-axis robot. Fig. 1 (A) is a schematic explanatory view of an entire electrostatic coating apparatus, Fig. 1 (B) shows a situation in which a part of the apparatus is enlarged and a powdery lubricant is applied while being mounted on a robot Fig. The basic structure of the electrostatic coating apparatus of the present invention is common even when used for any purpose of high-pressure casting, gravity / low-pressure casting, and forging.

구체적으로는, 도 1의 (A) 및 도 1의 (B)에 정전 도포 장치를 도시한다. 도 1의 (A)에 도시하는 바와 같이, 정전 도포 장치는, 주로, 건 선단에 60 KV 이상의 고전압을 가하는 도시하지 않은 코로나 방전 전극을 근방에 배치한 스프레이 노즐을 구비한 정전 도포건(1)과, 이 정전 도포건(1)의 전극에 각각 전기적으로 접속하는 정전 컨트롤러(2), 및 변압기(3)를 갖고 있다. 덧붙여, 정전 도포 장치는, 정전 도포건(1)에 분체 함유 유성 윤활제를 공급하는 액 압송 장치(4)(분체 함유 유성 윤활제의 탱크, 기어 펌프, 밸브 등으로 이루어짐)와, 정전 도포건(1)에 배관(5)을 통해 압축 공기를 공급하는 에어 컴프레셔(6)와, 정전 컨트롤러(2)를 구동하는 전원(7)(AC 200 V 또는 100 V)을 구비하고 있다. 또한, 정전 컨트롤러(2) 및 변압기(3)에 의해 정전 부여 장치(8)가 구성되어 있다. 또한, 정전 도포건(1)은, 에어 스프레이와 분체 함유 유성 윤활제의 토출 제어에 관한 도시하지 않은 공압(空壓) 구동의 유체 제어 밸브를 복수 개 갖고 있다. 이 정전 도포건(1)은 에어 튜브에 의해 에어 제어 시스템(13)에 접속되어 있다. 또한, 정전 컨트롤러(2)에 의해 제어되는 변환기(3)는, 정전 도포건(1)에 내장되는 경우도 있다. 변압기(3)로부터의 고전압은, 정전 도포건(1)의 전극에 송전된다. 분체 함유 유성 윤활제는, 액 압송 장치(4)에 의해 정전 도포건(1)까지 공급되고, 정전 도포건(1)에 장착되는 스프레이 노즐로부터 에어 스프레이에 의해 무화(霧化; atomization)된다. 전원(7)으로부터 전력이 출력되면, 정전 부여 장치(8)가 작용한다. 또한, 에어 제어 시스템(13)으로부터 공압 구동용 압축 에어가 정전 도포건(1)에 공급된다. 또한, 내장되어 있는 유체 제어 밸브가 개방되어, 에어 스프레이를 개시한다. 전원(7)으로부터의 전력이 정지하면, 정전 부여 장치(8)가 정지하고 유체 제어 밸브가 폐쇄되어 에어 스프레이가 정지한다. 스프레이의 타이밍과 정전을 부여하기 위한 타이밍이 연동되도록 설계되어 있다. 스프레이 노즐 근방에 배치한 코로나 방전 전극에서의 고전압의 코로나 방전 현상에 의해, 무화된 분체 함유 유성 윤활제는 전하를 띤 상태로 금형에 도포된다. 또한, 고압 주조 및 단조 장치의 금형 사이의 거리는 짧아, 정전 도포건(1)을 소형화할 필요가 있었다. 본 발명의 특징의 하나로서, 정전 도포건(1)에 변압기(3)를 내장하지 않고, 변압기(3)를 외부로 분리시킴으로써 건 본체를 소형화한 것을 들 수 있다. 또한, 정전 도포건(1)이 소형이기 때문에, 경량이며, 로봇 탑재 시의 로봇의 동작성이 향상된 것도 특징이다. Specifically, Fig. 1 (A) and Fig. 1 (B) show an electrostatic coating device. As shown in Fig. 1 (A), the electrostatic coating apparatus mainly comprises an electrostatic coating gun 1 having a spray nozzle in which a corona discharge electrode (not shown) applying a high voltage of 60 KV or more to the tip of the gun is disposed in the vicinity, An electrostatic controller 2 electrically connected to the electrodes of the electrostatic coating gun 1, In addition, the electrostatic application device comprises a liquid pressure feeding device 4 (consisting of a tank, a gear pump, a valve, etc.) for supplying a powder-containing lubricant to the electrostatic application gun 1 and an electrostatic application gun 1 An air compressor 6 for supplying compressed air through the piping 5 to the electric power supply controller 2 and a power source 7 (AC 200 V or 100 V) for driving the electrostatic controller 2. The electrostatic controller 2 and the transformer 3 constitute an electrostatic attraction device 8. [ The electrostatic spray gun 1 has a plurality of pneumatically actuated fluid control valves (not shown) relating to the discharge control of the air spray and the powdery lubricant containing lubricant. The electrostatic spray gun 1 is connected to the air control system 13 by an air tube. The transducer 3 controlled by the electrostatic controller 2 may be incorporated in the electrostatic coating gun 1. In this case, The high voltage from the transformer 3 is transmitted to the electrode of the electrostatic coating gun 1. [ The powder-containing oily lubricant is supplied to the electrostatic coating gun 1 by the liquid pressure conveying device 4 and is atomized by air spray from the spray nozzle mounted on the electrostatic coating gun 1. [ When electric power is outputted from the power source 7, the electrostatic charge applying device 8 acts. Compressed air for pneumatic actuation is supplied from the air control system 13 to the electrostatic spray gun 1. [ Further, the built-in fluid control valve is opened to start air spraying. When the electric power from the power source 7 is stopped, the electrostatic applying device 8 is stopped, the fluid control valve is closed, and the air spray is stopped. It is designed so that the timing of spraying and the timing for imparting a power interruption are linked. The atomized lubricant containing powder is atomized and applied to the mold in a charged state by the high voltage corona discharge phenomenon in the corona discharge electrode disposed in the vicinity of the spray nozzle. In addition, the distance between the molds of the high-pressure casting and forging apparatuses is short, and it is necessary to downsize the electrostatic coating gun 1. [ One of the features of the present invention is that the gun main body is miniaturized by separating the transformer 3 from the outside without incorporating the transformer 3 in the electrostatic coating gun 1. [ In addition, since the electrostatic coating gun 1 is small, it is lightweight, and the operation of the robot at the time of mounting the robot is improved.

후술하는 실시예에서는, 정전 도포건(1)으로서는, 아사히 슈낙(Asahi Sunac) 가부시키가이샤 제조의 EAB90형을 이용하고 있다. 또한, 정전 컨트롤러(2)로서는, 아사히 슈낙 가부시키가이샤 제조의 BPS1600형을 이용하였다. 액 압송 장치(4)로서는, 랜즈버그 제조 K펌프(0.5 ㎤)형과, 오리엔탈 모터 제조 BHI62ST-18형을 조합하여 이용하였다.In the embodiment described later, EAB90 type manufactured by Asahi Sunac Co., Ltd. is used as the electrostatic coating gun 1. [ As the electrostatic controller 2, a BPS1600 model manufactured by Asahi Shunaku Co., Ltd. was used. As the liquid pressure feeding device 4, a K-pump (0.5 cm 3) type manufactured by Landesburg and a type BHI62ST-18 manufactured by Oriental Motor were used in combination.

도 1의 (B)에 도시하는 바와 같이, 다축 로봇(9)은, 도시하지 않은 주조기에 설치되어 있다. 상기 정전 도포건(1)은, 이 다축 로봇(9)에 브래킷(10)을 통해 부착된다. 이 정전 도포건(1)으로부터 무화된 마이너스 극성으로 하전된 유적(11)은, 도 1의 (B)에 도시하는 바와 같이 접지되어 있는 금형(12)에 분무되어 도포된다.As shown in Fig. 1 (B), the multi-axis robot 9 is provided in a casting machine (not shown). The electrostatic application gun 1 is attached to the multi-axis robot 9 through a bracket 10. The residue 11 negatively charged from the electrostatic coating gun 1 and atomized is sprayed onto the grounded metal mold 12 as shown in Fig. 1 (B).

전술한 바와 같이, 정전 도포 장치는, 정전 컨트롤러(2), 변압기(3) 및 전원(7)으로 이루어지는 정전 부여 장치(8)와, 다축 로봇(9)에 설치된 정전 도포건(1)을 구비한 구성으로 되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 정전계는 금형(12)을 에워싸도록 형성되기 때문에, 마이너스 극성으로 하전된 유적(11)은 이 정전계를 따르도록 하여 도포된다. 따라서, 정전 도포건(1)이 직접 향하고 있지 않은 금형의 부위(예컨대 금형의 이면)에도 분체 함유 유성 윤활제를 도포할 수 있다.As described above, the electrostatic coating apparatus includes an electrostatic applying device 8 including an electrostatic controller 2, a transformer 3, and a power source 7, and an electrostatic coating gun 1 provided on the multi-axis robot 9 . With this configuration, since the electrostatic field is formed so as to surround the metal mold 12, the negative charges 11 charged with negative polarity are applied so as to follow the electrostatic field. Therefore, it is possible to apply the powdery, oily lubricant to the portion of the mold (for example, the back surface of the mold) where the electrostatic coating gun 1 is not directly facing.

실시예Example

이하에, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 비철금속 가공용의 분체 함유 유성 윤활제에 대해서 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시예로만 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 실시예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해 여러 가지 발명을 형성할 수 있다. 예컨대, 실시예에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지 구성 요소를 삭제해도 된다. 나아가서는, 다른 실시형태가 되도록 구성 요소를 적절하게 조합해도 된다.Hereinafter, the powdery oil-based lubricant for processing non-ferrous metals according to Examples and Comparative Examples of the present invention will be described in detail. Further, the present invention is not limited to the following embodiments, but may be embodied by modifying the constituent elements without departing from the gist of the invention. Further, various inventions can be formed by appropriate combination of a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Further, the constituent elements may be appropriately combined so as to be another embodiment.

(A) 제조 방법(A) Production method

먼저, 교반기를 구비하는 가열 가능한 스테인리스제 가마솥에, 유성 윤활제의 주성분인 용제를 정해진 양의 10분의 1을 투입한다. 다음으로, 분산성이 있는 분체(갈라마이트)를 정해진 양 투입하여 가볍게 5분 교반한다. 그 후, 분산성이 없는 분체를 전량 투입하여, 10분 교반한다. 또한, 정해진 양의 절반의 용제를 투입하여, 10분 교반한다. 계속해서, 윤활 첨가제 및 나머지 용제를 정해진 양 첨가하고, 교반하면서 40℃까지 가온하며, 계속해서 10분간 교반한다. 별도로, 물과 가용화제를 사전에 혼합한 액을 정해진 양 투입하여, 40℃로 가열하면서, 10분간 교반한다. 마지막으로, 침전물이 없는 것을 확인한다.First, one-tenth of the predetermined amount of the solvent, which is the main component of the oily lubricant, is put into a heatable stainless steel cauldron equipped with a stirrer. Next, the predetermined amount of the powder (galactite) having dispersibility is put in, and the mixture is gently stirred for 5 minutes. Thereafter, all the powder having no dispersibility is added and stirred for 10 minutes. Further, a predetermined amount of the solvent is added and stirred for 10 minutes. Subsequently, a predetermined amount of the lubricant additive and the remaining solvent are added, and the mixture is heated to 40 DEG C while stirring, and then stirred for 10 minutes. Separately, a predetermined amount of water and a solubilization agent are preliminarily mixed, and the mixture is stirred for 10 minutes while being heated to 40 占 폚. Finally, confirm that there is no sediment.

(B) 시료의 조성(B) Composition of sample

실시예에 사용한 시료는, 다음의 조성으로 이루어진다.The samples used in the examples have the following composition.

유성 윤활제: 본 발명을 설명하는 유성 윤활제의 기본 조성은 3종류(유성 윤활제 A, B, C)이며, 표 1에 도시하는 바와 같이, 유사한 조성을 갖는다. 단, 시험 목적에 따라, 유성 윤활제에 대하여, 물, 가용화제나 분체의 양을 적절하게 변경하였다. 구체적인 조성은, 각 항에 기재한다.OIL LUBRICANT: The basic composition of the oily lubricant for explaining the present invention is three kinds (oily lubricants A, B and C) and has a similar composition as shown in Table 1. However, depending on the test purpose, the amount of water, solubilizer and powder was changed appropriately with respect to the oily lubricant. The specific composition is described in each section.

물: 수도로부터 얻어진, 경도가 약 30인 수돗물을 이용한다. 특별한 기재가 없는 경우, 물 0.4 질량%를 사용한다.Water: tap water having a hardness of about 30 obtained from the water is used. When there is no special substrate, 0.4 mass% of water is used.

가용화제: 다케모토 유시 가부시키가이샤의 알코올계 논이온과 소르비탄모노올레이트와 알킬벤젠술폰산 금속염(칼슘염)의 혼합물(상품명: 뉴칼겐 140). 특별한 기재가 없는 경우, 1.6 질량%를 사용한다. Solubilizer: a mixture of alcohol-based nonionic ion, sorbitan monooleate and alkylbenzenesulfonic acid metal salt (calcium salt) from Takemoto Yushi Co., Ltd. (trade name: New Calgen 140). When there is no special substrate, 1.6 mass% is used.

분체 혼합물: 사산 클레이 프로덕트사 제조 갈라마이트(표면 처리하여 유기물을 부가한 분산성이 우수한 점토) 1부, 닛폰 탤크 가부시키가이샤 제조 탤크 1부, 산쿄 세이훈 가부시키가이샤 제조 탄산칼슘 1부의 등량 혼합물을 목적에 따라 적절량을 혼합하였다. Powder mixture: 1 part of a clay (manufactured by Clay Products Co., Ltd.) having excellent dispersibility with surface treatment and organic matter added, 1 part of talc manufactured by Nippon Talc K.K., and 1 part of calcium carbonate produced by Sankyo Seiyun K.K. Were mixed in appropriate amounts according to the purpose.

Figure 112011028165907-pct00001
Figure 112011028165907-pct00001

단, 표 1에 있어서,However, in Table 1,

*1 용제: Shell Chemical사 제조의 상품명, Shellzol TM: 인화점 90℃* 1 Solvent: trade name of Shell Chemical Co., Ltd. Shellzol TM: flash point 90 ° C

*2 고점도 광유: 가부시키가이샤 재팬 에너지의 상품명: 브라이트 스톡: 점도: 32 ㎜/s(100℃)* 2 High Viscosity Mineral Oil: Product name: Bright Stock: Viscosity: 32 mm / s (100 ° C)

*3 실리콘유 1: 아사히 가세이 워커 실리콘 가부시키가이샤의 상품명, Release agent TN 중분자량* 3 Silicone oil 1: Asahi Kasei Walker Product name of release agent,

*4 실리콘유 2: 아사히 가세이 워커 실리콘 가부시키가이샤의 상품명, AK-10000(고분자량)* 4 Silicone oil 2: AKA-10000 (high molecular weight), trade name of Asahi Kasei Walker Co.,

*5 식물유: 메이토 유시 고교 가부시키가이샤의 상품명: 유채유* 5 Vegetable oil: Trade name of Meito Yushi Kogyo Co., Ltd.:

*6 윤활 첨가제 1: 유기 몰리브덴, 가부시키가이샤 ADEKA의 상품명: 사쿠라 루브 165* 6 Lubricant additive 1: Organic molybdenum, trade name: ADEKA brand name: Sakura Lube 165

*7 윤활 첨가제 2: 황화에스테르, 가부시키가이샤 고자쿠라 쇼카이의 상품명: GS-230* 7 Lubricant Additive 2: Sulfide ester, manufactured by Gozakura Co., Ltd. Product name: GS-230

*8 윤활 첨가제 3: Ca 비누, 인피늄사의 상품명: M7101* 8 Lubricant additive 3: Ca soap, product name of Infinium: M7101

*9 분산제: 아크릴·코폴리머: 윌버 엘리스 가부시키가이샤의 상품명, EFKA-3778* 9 Dispersant: Acrylic copolymer: Product name of EFKA-3778 from Wilberliss Co., Ltd.

(C) 측정 방법(C) Measurement method

(C-1) 전기 저항의 측정법(C-1) Measurement method of electrical resistance

ASTM D5682에 준거한 아사히 슈낙 가부시키가이샤 제조의 정전 테스터(형식 EM-III)로 계측한다. 100 ㎤ 비이커에 약 50 ㎤의 시료(윤활제)를 채취하여, 전기 저항을 측정한다. 또한, 측정값이 높은 영역에서는 전기 저항값의 지시침이 불안정하기 때문에, 5회 측정의 평균값을 측정값으로 하였다.And is measured by an electrostatic tester (Model EM-III) manufactured by Asahi Shunaku Co., Ltd. in accordance with ASTM D5682. A sample (lubricant) of about 50 cm 3 is sampled in a 100 cm 3 beaker and the electrical resistance is measured. Further, since the indicator of the electric resistance value is unstable in the region where the measured value is high, the average value of the five measurements is used as the measured value.

(C-2) 부착량의 측정 방법(C-2) Method of measuring adhesion amount

(C-2-1) 부착 시험기(C-2-1) Attachment testing machine

도 2는 부착량을 측정하기 위한 도포 장치를 도시한다. 전원·온도 조절기(22)는, 부착 시험기의 대(臺; 21) 위에 설치되어 있다. 히터(23)를 내장한 철판 가대(架臺)(24)는, 전원·온도 조절기(22) 근방의 대(21) 위에 설치되어 있다. 철판 지지 금구(金具)(25)는 철판 가대(24)의 일단측에 설치되고, 시험편[철판(26)]은 상기 철판 지지 금구(25)의 내측에 배치되어 있다. 열전대(27a, 27b)는, 상기 히터(23), 철판 지지 금구(25)에 각각 접속되어 있다. Fig. 2 shows a coating apparatus for measuring an adhesion amount. The power and temperature regulator 22 is installed on the stage 21 of the adhesion testing machine. The iron plate mount 24 incorporating the heater 23 is provided on the base 21 in the vicinity of the power and temperature controller 22. The steel plate supporting metal fitting 25 is provided on one side of the iron plate mount 24 and the test piece is disposed on the inside of the steel plate supporting metal fitting 25. The thermocouples 27a and 27b are connected to the heater 23 and the iron plate support metal fitting 25, respectively.

(C-2-2) 부착량 측정 방법(C-2-2) Measurement method of adhesion amount

1. 시험편의 준비1. Preparation of Test Specimens

시험편으로서의 철판(26)(1변이 100 ㎜인 정사각형, 1 ㎜ 두께)을 200℃에서 30분간, 오븐에서 베이킹한다. 그 후, 데시케이터로 밤새 방랭한 후, 철판의 질량을 0.1 ㎎ 단위까지 계측한다.An iron plate 26 (square with a side length of 100 mm, thickness of 1 mm) serving as a test piece is baked in an oven at 200 캜 for 30 minutes. Thereafter, after cooling overnight with a desiccator, the mass of the iron plate is measured up to 0.1 mg unit.

2. 윤활제의 도포 조작2. Application of lubricant

먼저, 도 2에 도시하는 도포 장치(가부시키가이샤 야마구치 기켄 제조)의 전원·온도 조절기(22)를 정해진 온도로 설정하고, 히터(23)로 철판 지지 금구(25)를 가열한다. 여기서, 열전대(27a)가 설정 온도에 이르면, 철판 지지 금구(25)에 시험편으로서의 철판(26)을 놓고, 열전대(27b)를 철판(26)에 밀착시킨다. 이 후, 철판(26)의 온도가 정해진 온도에 이르렀을 때, 정전 도포건으로부터 정해진 양의 윤활제(28)를 철판(26)에 도포한다. 그 후, 철판(26)을 꺼내고, 공기 중에서 수직으로 일정 시간 세워 방랭하며, 철판(26)으로부터 떨어지는 유분을 짜서 버린다. 도포 조건은, 철판 온도 250℃, 도포량 0.3 ㎤/회, 철판과 노즐 선단 사이의 거리를 200 ㎜로 하였다.First, the power and temperature controller 22 of the coating apparatus (manufactured by Yamaguchi Kiken Co., Ltd.) shown in Fig. 2 is set at a predetermined temperature, and the iron plate supporting metal fitting 25 is heated by the heater 23. Here, when the thermocouple 27a reaches the set temperature, the iron plate 26 as the test piece is placed on the iron plate support metal fitting 25, and the thermocouple 27b is brought into close contact with the iron plate 26. Thereafter, when the temperature of the steel plate 26 reaches a predetermined temperature, an amount of the lubricant 28 is applied to the steel plate 26 from the electrostatic application gun. Thereafter, the iron plate 26 is taken out, and is vertically kept for a predetermined period of time in the air to cool the iron plate 26, and the oil falling from the iron plate 26 is squeezed out. The coating conditions were an iron plate temperature of 250 ° C, a coating amount of 0.3 cm 3 / s, and a distance between the iron plate and the tip of the nozzle was 200 mm.

3. 부착량의 계측3. Measurement of adhesion amount

부착물이 붙은 철판(26)을 105℃, 30분 오븐에 둔 후, 꺼낸다. 그 후, 공랭하고, 데시케이터로 일정 시간 방랭한다. 그 후, 부착물이 붙은 철판(26)의 질량을 0.1 ㎎ 단위까지 계측하고, 시험 전후의 시험편의 질량 변화로부터 부착물량을 산출한다.The iron plate 26 with the adhered material is put in an oven at 105 DEG C for 30 minutes, and then taken out. Thereafter, it is air-cooled and cools with a desiccator for a certain time. Thereafter, the mass of the iron plate 26 to which the adhered substance is attached is measured up to 0.1 mg unit, and the adhered amount is calculated from the mass change of the test piece before and after the test.

(C-3) 마찰력의 측정 방법(C-3) Method of measuring frictional force

고압 주조의 실제 기기와의 상관이 좋은, 도 3에 도시하는 마찰 시험기를 이용하여 마찰력을 측정한다. 측정값이 98 N 이하인 경우, 주조 제품을 꺼낼 때에도, 실제 생산에서 전혀 문제없다. 그 이상에서는 부분적으로 눌러붙음이 발생한다. 또한, 본 시험기에서 눌어붙는 경우에는, 실제 기기에서도 눌러붙음에 의한 생산 정지가 발생한다. 도 3의 (A), 도 3의 (B)는, 시험편의 마찰력을 계측하기 위한 방법을 공정순으로 도시하는 도면이다. 도 3의 마찰 시험기에 의한 마찰 시험의 사용 방법은 다음과 같다. 가부시키가이샤 맥 인터내셔날 제조의 자동 인장 시험기(상품명: Lub 테스터 U)의 마찰 측정용 철판(31)(SKD-61 제품, 200 ㎜×200 ㎜×34 ㎜)은, 도 3의 (A)와 같이 열전대(32)를 내장하고 있다. 시판의 히터로 마찰 측정용 철판(31)을 가열한다. 이 열전대의 지시가 정해진 온도에 이르렀으면, 마찰 측정용 철판(31)을 수직으로 세운다. 상기 부착 시험과 동일한 조건으로 도포 노즐(33)로부터 윤활제(28)를 도포한다. 즉시, 마찰 측정용 철판(31)을 도 3의 (B)와 같이, 즉 마찰 측정용 철판(31)의 도포면이 위를 향하도록, 시험기 가대(34) 상에 수평으로 놓는다. 또한, 가부시키가이샤 맥 인터내셔날 제조 링(35)(S45C 제품, 내경 75 ㎜, 외경 100 ㎜, 높이 50 ㎜)을 마찰 측정용 철판(31) 상의 중앙에 얹어 놓는다. 계속해서, 그 링(35) 안에 도예용 용해로에 녹아 있는 알루미늄 용탕(36)(ADC-12, 온도 670℃)을 90 ㎤ 붓는다. 그 후, 40초간 방랭하여, 고화시킨다. 또한, 즉시 고화된 알루미늄(ADC-12) 상에 8.8 ㎏의 철제 추(37)를 차분히 얹어 놓고, 링(35)을 상기 장치의 기어로 화살표 X 방향으로 인장하면서, 내장한 변형계로 마찰력을 계측한다.The frictional force is measured using a friction tester shown in Fig. 3, which has a good correlation with the actual equipment of the high-pressure casting. When the measured value is 98 N or less, there is no problem in actual production even when the cast product is taken out. Above that, partly sticking occurs. In addition, in case of sticking in this tester, production stoppage due to sticking also occurs in actual equipment. 3 (A) and 3 (B) are diagrams showing the method for measuring the frictional force of the test piece in the order of the process. The method of using the friction test by the friction tester of FIG. 3 is as follows. A steel plate 31 (SKD-61 product, 200 mm x 200 mm x 34 mm) of an automatic tensile tester (product name: Lub Tester U) manufactured by Mac International Inc. And a thermocouple 32 is incorporated therein. The iron plate 31 for friction measurement is heated by a commercially available heater. When the instruction of the thermocouple reaches a predetermined temperature, the frictional measuring steel plate 31 is vertically erected. The lubricant 28 is applied from the application nozzle 33 under the same conditions as the adhesion test. Immediately, the friction measuring steel plate 31 is placed horizontally on the testing machine table 34 as shown in FIG. 3 (B), that is, with the coated surface of the friction measuring steel plate 31 facing upward. Further, an abrasive product maker's manufacturing ring 35 (product of S45C, inner diameter 75 mm, outer diameter 100 mm, height 50 mm) is placed on the center of the friction measuring steel plate 31. Subsequently, 90 cm 3 of the molten aluminum 36 (ADC-12, temperature 670 ° C) dissolved in the melting furnace for ceramics is poured into the ring 35. Thereafter, it is cooled for 40 seconds to solidify. The iron weight 37 of 8.8 kg was slowly placed on the immediately solidified aluminum (ADC-12), and the friction force was measured by the built-in deformation system while the ring 35 was being pulled in the direction of the arrow X do.

(C-4) 라이덴프로스트 온도의 측정 방법(C-4) Method of measuring temperature of leiden frost

상기 부착 시험에 사용하는 철판을 시판의 전기 풍로에 놓고, 가열한다. 다음으로, 철판의 표면 온도를 비접촉형 온도계로 측정한다. 계속해서, 표면 온도가 400℃에 이르면, 윤활제의 액적을 한 방울(약 0.1 ㎤) 피펫으로부터 떨어뜨린다. 그리고, 떨어뜨린 직후의 액적의 상황을 관찰하여, 다음의 1)~3)의 조작을 행한다.The steel plate used for the adhesion test is placed in a commercially available electric air passage and heated. Next, the surface temperature of the steel plate is measured by a non-contact type thermometer. Subsequently, when the surface temperature reaches 400 캜, drop the droplet of the lubricant from the pipette (about 0.1 cm 3). Then, the state of the droplet immediately after the drop is observed, and the following 1) to 3) are performed.

1) 액적이 대굴대굴 굴러가거나, 또는 움직이고 있는 경우에는, 상기 표면 온도를 10℃ 올려 시험을 다시 한다.1) If the droplet is rolling or moving, raise the surface temperature by 10 ° C and repeat the test.

2) 액적이 튀는 경우에는, 온도를 10℃ 낮춰 시험을 다시 한다.2) If droplet splashes, lower the temperature by 10 ℃ and repeat the test.

3) 상기 1)과 2)의 중간의 비교적 움직임이 적은 상황하에서 비등하는 온도를 찾아 낸다. 이 온도를 라이덴프로스트 온도로 한다.3) Finds the boiling temperature under relatively low motion conditions between 1) and 2) above. This temperature is referred to as a Leiden frost temperature.

(C-5) 열전달률 측정(C-5) Heat transfer rate measurement

버튼 전지 형상의 금속 시험편(10 ㎜, 두께 2 ㎜)을 상기 부착 시험기의 시험편(1변이 100 ㎜인 정사각형)의 중앙에 배치하고, 마그넷을 시험편의 이면에 대어, 열전달률 측정용의 금속 시험편을 고정하였다. 금속 시험편에 도포막을 붙이기 위해서, 상기 부착 시험의 도포 조작을 행하였다. 도포 조건은 250℃, 도포량 0.3 ㎤/회, 도포 거리 200 ㎜로 하였다. 또한 윤활제는 표 1에 나타내는 유성 윤활제 B에 9 질량% 분체를 혼합한 것을 사용하고, 막 두께는 도포 횟수를 변경하여 조정하였다. 그 후, 금속 시험편의 이면에 온도 측정용 열전대를 용접하였다. 이 금속 시험편을 알박 리코 가부시키가이샤 제조 레이저·플래시법의 열전달률 측정기(형식 TC-7000)에 세팅하였다. 비열 및 열확산율을 계측하고, 그 값과 사전에 계측한 시험편 밀도로부터 열전달률을 산출하였다. 측정은 각 시료 모두 3회 실시하고, 평균값을 측정값으로 하였다.A metal test piece (10 mm, thickness 2 mm) in the form of a button cell was placed at the center of a test piece (square having a side length of 100 mm) of the adhesion tester and a magnet was placed on the back surface of the test piece, Respectively. In order to attach the coating film to the metal test piece, the application test of the adhesion test was carried out. The coating conditions were 250 deg. C, the coating amount 0.3 cm3 / s, and the coating distance 200 mm. As the lubricant, a mixture of 9% by mass of the powder in the oily lubricant B shown in Table 1 was used, and the film thickness was adjusted by changing the application frequency. Thereafter, a thermocouple for temperature measurement was welded to the back surface of the metal test piece. This metal test piece was set on a heat transfer rate measuring instrument (type TC-7000) of Laser-Flash method manufactured by ULVACO Corporation. The specific heat and the thermal diffusivity were measured, and the heat transfer rate was calculated from the value and the previously measured density of the test piece. The measurement was carried out three times for each sample, and the average value was used as a measurement value.

(C-6) 탕 흐름성 측정(C-6) Tang flow measurement

(C-6-1) 탕 흐름성 시험기(C-6-1) Tang flow tester

도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 사용한 알루미늄 용탕의 탕 흐름성 시험기의 도면이며, 철제이다. 도 5는 탕 흐름성 시험기의 각 부품을 조립한 후의 개요도이다. 도 6은 탕 흐름성 시험기의 대(51)의 측면의 도면이고, 도 7의 (A)는 탕 흐름성 시험기의 덮개의 측면의 도면이며, 도 7의 (B)는 탕 흐름성 시험기의 덮개의 이면의 도면이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 탕 흐름성 시험기는, 철제의 대(51), 이 대(51) 위에 배치되는 철제의 덮개(52), 덮개(52) 위에 또한 배치되는 이소라이트제의 메저(measure; 53), 막대(54), 가스 버너(55), 및 손잡이(56)로 구성되어 있다. 대(51)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 길이 방향을 따른 일단에 상부 방향으로 돌출하는 돌출부(51a)를 구비하고, 그 돌출부(51a)에 경사면(51b)이 형성되어 있다. 도 7의 (A)에 도시하는 바와 같이, 덮개(52)에는, 대(51)에 배치했을 때에 경사면(51b)과 접하는 부분으로서, 경사면(52a)이 형성되어 있다. 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 덮개(52)의 경사면(52a)에는 용탕을 흘리기 위한 유입구(52b)와, 유입구(52b)에 연통되며, 알루미늄 용탕이 흐르는 홈(52c)(20 ㎜ 폭, 2.5 ㎜ 높이)이 형성되어 있다. 도 8의 (A)는 알루미늄 용탕을 유입시키기 위한 이소라이트제의 메저(53)의 도면이며, 알루미늄 용탕을 메저(53)에 유입시키기 위한 개구부(57)와, 메저(53)를 덮개(52)에 배치했을 때에, 덮개(52)의 유입구(52c)와 연통되는 10 ㎜의 구멍(58)이, 바닥에 형성되어 있다. 도 8의 (B)는 알루미늄 용탕을 일시적으로 모으기 위한 마개이며, 이소라이트제의 막대(54)이다. Figs. 5 to 10 are views of a flow rate tester for molten aluminum used in an embodiment of the present invention, which is made of iron. Fig. 5 is a schematic view after assembling each part of the bath flow testing machine. Fig. 6 is a side view of the stand 51 of the bath flow tester, Fig. 7 (A) is a side view of the cover of the bath flow tester, and Fig. 7 (B) Fig. As shown in Fig. 5, the bath flowability tester is composed of an iron pad 51, an iron lid 52 disposed on the pad 51, and a measurer 53, a rod 54, a gas burner 55, and a handle 56. As shown in Fig. 6, the pedestal 51 has a protrusion 51a projecting upward in one end along the longitudinal direction, and a slope 51b is formed in the protrusion 51a. As shown in Fig. 7 (A), the lid 52 is formed with an inclined surface 52a as a portion contacting the inclined surface 51b when the lid 52 is disposed on the stand 51. As shown in Fig. An inclined surface 52a of the lid 52 is provided with an inlet port 52b for discharging the molten metal and a groove 52c (20) communicating with the inlet port 52b and through which the molten aluminum flows, as shown in Fig. 7 (B) Mm width, 2.5 mm height). 8A is a view of a measure 53 of isolyte for introducing molten aluminum and includes an opening 57 for letting the molten aluminum flow into the measure 53 and a lid 52 A 10 mm hole 58 communicating with the inlet port 52c of the lid 52 is formed on the bottom. 8 (B) is a stopper for temporarily collecting the molten aluminum, and is a rod 54 of isolyte.

(C-6-2) 탕 흐름성 시험 방법(C-6-2) Tang flow test method

도 5의 탕 흐름성 시험의 조작은 다음과 같다. 먼저, 철제의 대(51)와 덮개(52)를 따로따로 가스 버너(55) 위에 놓고, 정해진 온도(350℃)까지 가열한다. 또한, 별도의 버너로 메저(53)와 막대(54)를 500℃ 부근까지 가열한다. 대(51)와 덮개(52)가 정해진 온도에 이르렀으면, 덮개(52)의 홈(52c)에 윤활제를 도포하고, 덮개의 손잡이(56)를 잡아 대(51) 위에 덮개(52)를 얹어 놓는다. 덮개(52)의 유입구(52b)와 메저(53)의 구멍(58)이 연통되도록, 메저(53)를 덮개(52)에 놓고, 막대(54)로 구멍(58)을 막는다. 별도로, 도예용 용해로에 녹아 있는 알루미늄 용탕(AC4CH재, 온도 700℃) 90 ㎤를 철제의 국자로 채취하고, 즉시 메저(53)에 붓는다. 5초 후, 막대(54)를 구멍(58)으로부터 뽑고, 용탕을 흘린다. 30초 후, 덮개(52)를 떼어내어, 대(51) 위에서 고화된 알루미늄의 길이를 측정한다. 알루미늄이 흐른 길이가 길수록, 탕 흐름성이 좋다고 판단한다.The operation of the flow resistance test of Fig. 5 is as follows. First, the iron stand 51 and the lid 52 are separately placed on the gas burner 55 and heated to a predetermined temperature (350 DEG C). Further, the meter 53 and the rod 54 are heated to about 500 DEG C with a separate burner. The lubricant is applied to the groove 52c of the lid 52 and the lid 52 is placed on the pedestal 51 by holding the lid 56 of the lid 52. When the lid 51 and the lid 52 reach the predetermined temperature, Leave. The metering 53 is placed on the lid 52 so that the inlet 52b of the lid 52 is communicated with the hole 58 of the metering 53 and the hole 54 is closed with the rod 54. [ Separately, 90 cm 3 of an aluminum molten metal (AC 4 CH 3 material, temperature 700 ° C.) dissolved in a melting furnace for ceramics is sampled with a metal scoop and immediately poured into the scale 53. After 5 seconds, rod 54 is removed from hole 58 and molten metal is spilled. After 30 seconds, the lid 52 is removed, and the length of aluminum solidified on the stand 51 is measured. The longer the length of aluminum flow, the better the flow of the water.

(C-7) 막 두께 측정(C-7) Measurement of film thickness

(C-7-1) 막 두께 측정법-1: 비접촉형(C-7-1) Measurement of film thickness -1: Non-contact type

가부시키가이샤 기엔스 제조의 적외선식 광학 현미경(형식 VK-9500)을 사용하여, 철판 상의 주로 분체로 이루어지는 도포막의 막 두께를 계측한다. 기본적으로 현미경과 동일한 조작이다. 도포막의 막 두께를 측정하는 경우, 내열성의 유리 섬유가 들어간 테이프를 부착 시험용 철판(26)[(C-2-2) 참조]의 중앙에 접착하고, 분체 함유 윤활제를 철판(26)에 도포한다. 막 두께를 측정할 때, 테이프를 서서히 박리하면, 도포막과 시험편 금속 사이에 단차가 생긴다. 이 단차를 계측하여, 막 두께로 한다. 계측 범위는 1 ㎛~500 ㎛이다.Using an infrared optical microscope (Model VK-9500) manufactured by Gensen Kabushiki Kaisha, the film thickness of a coating film composed mainly of a powder on an iron plate is measured. It is basically the same operation as a microscope. In the case of measuring the film thickness of the coating film, a tape containing heat-resistant glass fibers is adhered to the center of the adhesion test steel plate 26 (see (C-2-2)), and the powder-containing lubricant is applied to the steel plate 26 . When the film thickness is measured, when the tape is slowly peeled off, a step is formed between the coating film and the test piece metal. This step is measured to obtain a film thickness. The measurement range is from 1 탆 to 500 탆.

(C-7-2) 막 두께 측정법-2: 접촉형(C-7-2) Measurement of film thickness -2: Contact type

가부시키가이샤 켓트 가가쿠 겐큐쇼 제조의 전자 막 두께 측정기(LE-300J형)를 이용하고, 측정 범위는 5 ㎛~500 ㎛이다. 접촉형이기 때문에, 측정 시의 압력에 의해 정확한 막 두께를 측정할 수 없을 가능성이 있어, 비접촉형의 광학식 현미경으로 교정한 측정값을 사용한다. 한편, 장점은 가동식이기 때문에, 현미경에 얹을 수 없는 큰 시험편[(C-6)의 탕 흐름성 시험에 의해 얻어지는 시험편 등]이라도 막 두께의 측정은 가능하다. An electronic film thickness measuring instrument (LE-300J type) manufactured by Ketkagakuken Kouskyo Co., Ltd. is used, and the measurement range is 5 占 퐉 to 500 占 퐉. Since it is of a contact type, there is a possibility that the accurate film thickness can not be measured by the pressure at the time of measurement, and a measurement value calibrated by a non-contact type optical microscope is used. On the other hand, since the advantage is the movable type, it is possible to measure the film thickness even with a large test piece which can not be put on a microscope [such as a test piece obtained by a flow rate test of (C-6)).

(C-8) 성형성 평가 시험(C-8) Formability evaluation test

(C-8-1) 성형성 평가 시험기(C-8-1) Moldability evaluation tester

도 9 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 사용한 중력 주조의 금형을 모방한 성형성 평가 시험기이며, 도 5의 탕 흐름성 시험기로 평가하는 탕 흐름성 뿐만 아니라, 두께가 얇은 부위까지의 용탕의 유입을 평가할 수 있다. 도 9는 성형성 평가 시험기와 성형성 평가 시험에 이용되는 국자의 개요도이다. 성형성 평가 시험기는, 철제이며, 좌측 금형(61)과 우측 금형(65)을 조립하여 사용된다. 도 10은 좌측 금형(61)의 상면 및 내측을 도시하는 상세도이고, 도 11은 우측 금형(65)의 상면 및 내측을 도시하는 상세도이며, 또한 도 12는, 성형성 평가 시험기에 의한 성형성 평가 시험의 조작을 설명하기 위한 도면이다.Figs. 9 to 13 are moldability evaluation tester simulating the mold of gravity casting used in the embodiment of the present invention. In addition to the flowability of the test evaluated by the tang flow tester of Fig. 5, The influent can be evaluated. Fig. 9 is a schematic view of a mold for use in the moldability evaluation tester and the moldability evaluation test. The moldability evaluation tester is made of iron, and the left mold 61 and the right mold 65 are assembled and used. Fig. 10 is a detailed view showing an upper surface and an inside of the left mold 61, Fig. 11 is a detailed view showing an upper surface and an inside of the right mold 65, and Fig. Fig. 8 is a view for explaining the operation of the evaluation test of the performance.

도 10에 도시하는 바와 같이, 좌측 금형(61)에는, 알루미늄 용탕을 유입시키기 위한 탕구(湯口; 62)를 형성하기 위한 반원 형상의 노치부(62a)와, 이 노치부(62a)에 연통되며, 제품 형상의 캐비티부(63)가 형성되어 있다. 캐비티부(63)는 좌우에 3개씩 분기되는, 늑골 형상으로 되어 있고, 합계 18개의 셀(64)로 구성된다. 셀(64) 안의 숫자는 각 셀의 두께를 나타내고 있고, 셀(64)마다 두께가 다르다. 예컨대, 셀(64a, 64b, 64c)의 두께는, 각각 10 ㎜, 8 ㎜, 6 ㎜이지만, 셀(64d, 64e, 64f)의 두께는 각각 6 ㎜, 4 ㎜, 2 ㎜이다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 우측 금형(65)에는 반원 형상의 노치부(62b)가 형성되고, 도 9에 도시하는 바와 같이, 좌측 금형의 노치부(62a)와 우측 금형(65)의 노치부(62b)가 합쳐짐으로써, 탕구(62)가 구성된다. 10, the left mold 61 is provided with a semicircular notch 62a for forming a sprue 62 for introducing molten aluminum, and a notch 62a communicating with the notch 62a And a cavity portion 63 of a product shape are formed. The cavity portion 63 is formed into a rib shape branched three by three on the right and left sides, and is made up of 18 cells 64 in total. The numbers in the cells 64 indicate the thickness of each cell, and the thicknesses of the cells 64 are different. For example, the thicknesses of the cells 64a, 64b, and 64c are 10 mm, 8 mm, and 6 mm, respectively, while the thicknesses of the cells 64d, 64e, and 64f are 6 mm, 4 mm, and 2 mm, respectively. As shown in Fig. 11, a notch portion 62b having a semicircular shape is formed in the right mold 65, and as shown in Fig. 9, the notch portion 62a of the left mold and the furnace By combining the teeth 62b, the sprue 62 is formed.

(C-8-2) 평가 방법(C-8-2) Evaluation method

성형성 평가 시험의 조작은 다음과 같다. 우선은, 도 12에 도시하는 바와 같이, 좌측 금형(61) 및 우측 금형(65)을 각각의 가스 버너(66)로 정해진 온도까지 가열한다. 다음으로, 좌측 금형(61) 및 우측 금형(65)에 윤활제를 도포하고, 수초 후, 도 9에 도시하는 바와 같이 좌측 금형(61)과 우측 금형(65)을 합친다. 그리고, 즉시, 용해로로부터 철제의 국자(67)로 알루미늄 용탕(68)(AC4CH 700℃)을 퍼내고, 탕구(62)로부터 알루미늄 용탕(68)(약 2.8 ㎏)을 주탕(注湯)한다. 알루미늄 응고 후(약 2분), 좌측 금형(61)과 우측 금형(65)을 분할하고, 좌측 금형(61)에서 고화된 주조 제품(69)[도 13의 (A), 도 13의 (B) 참조]을 꺼낸다. 마지막으로 각 셀을 관찰하여, 알루미늄이 완전히 캐비티를 충전한 형상으로 되어 있는 셀의 수를 구한다. 완전한 형상의 부위(70)의 수가 많으면, 성형성이 좋고, 탕 흐름성이 좋다고 판단된다. 한편, 도 13의 (B)의 부위(704, 708)와 같이 불완전한 형상의 부위(70)의 수가 많으면, 탕 흐름성이 나쁘다고 판단된다. The operation of the moldability evaluation test is as follows. First, as shown in Fig. 12, the left mold 61 and the right mold 65 are heated to respective temperatures determined by the respective gas burners 66. Then, as shown in Fig. Next, a lubricant is applied to the left mold 61 and the right mold 65, and after a few seconds, the left mold 61 and the right mold 65 are combined as shown in Fig. Immediately, the aluminum molten metal 68 (AC4CH 700 ° C) is poured from the melting furnace into the iron scoop 67 and the molten aluminum 68 (about 2.8 kg) is poured from the sprue 62. After the aluminum solidification (about 2 minutes), the left mold 61 and the right mold 65 are divided and the cast product 69 solidified in the left mold 61 (FIG. 13 (A), FIG. 13 ). Finally, each cell is observed to determine the number of cells in which the aluminum is completely filled with the cavity. When the number of the completely-formed portions 70 is large, it is judged that the moldability is good and the flowability is good. On the other hand, if the number of incompletely shaped portions 70 is large as in the regions 70 4 and 70 8 in FIG. 13 (B), it is determined that the flowability is poor.

(C-9) 온도 계측(C-9) Temperature measurement

안리츠 게이키 가부시키가이샤 제조의 접촉형 온도계(HFT-40형)이며, 측정 범위는 200℃~1000℃이다. 특히 탕 흐름성 시험기와 마찰 시험기의 표면 온도 계측에 사용하였다.A contact type thermometer (HFT-40 type) manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd. The measurement range is 200 to 1000 占 폚. Especially, it was used to measure the surface temperature of the bath flow tester and the friction tester.

(C-10) 링 압축 시험(C-10) Ring compression test

(C-10-1) 링 압축 시험기(C-10-1) Ring compression tester

도 14는 링 압축 시험기의 개요를 설명하는 도면이다. 링 압축 시험기는, 고화된 알루미늄 시험편이 고하중하에서 변형할 때의 고체 알루미늄과 윤활제 사이의 마찰 계수를 계측할 수 있다. 링 압축 시험기는, 하측 다이 세트(81), 상측 다이 세트(82)를 구비하고 있다. 다이(83)는 하측 다이 세트(81) 상에 배치되고, 알루미늄 시험편(85)은 다이(83) 위에 윤활제(84)를 사이에 두고 배치된다. 펀치(86)는 상측 다이 세트(82)의 하면에 배치되고, 윤활제(84)는 펀치(86)의 하면에 도포되어 있다.14 is a view for explaining an outline of a ring compression tester. The ring compression tester can measure the coefficient of friction between the solid aluminum and the lubricant when the solidified aluminum specimen is deformed under high load. The ring compression tester includes a lower die set 81 and an upper die set 82. The die 83 is placed on the lower die set 81 and the aluminum test piece 85 is placed on the die 83 with the lubricant 84 interposed therebetween. The punch 86 is disposed on the lower surface of the upper die set 82 and the lubricant 84 is applied on the lower surface of the punch 86.

(C-10-2) 링 압축 시험 방법(C-10-2) Ring compression test method

고하중하에서의 마찰을 평가하는 이 시험 방법은, 일본 소성 가공 학회 냉간 단조 분과회·온간 단조 연구반의 문헌(소성과 가공 Vol-18, No.202, 1977-11)에 서술되어 있는 링 압축 시험에 준거하고 있다. 시험의 개요는, 상측 다이 세트(82)에 고정된 펀치(86)의 하면에 윤활제(84)를 도포한다. 하측 다이 세트(81)에 고정된 다이(83)에 윤활제(84)를 도포하고, 알루미늄 시험편(85)을 얹어 놓는다. 그 후, 화살표 A의 방향으로 압력을 가하여, 알루미늄 시험편(85)을 변형시킨다. 변형된 알루미늄 시험편(85)의 내경 축소율로부터 마찰 계수를 판독하였다.This test method for evaluating friction under a high load is in accordance with the ring compression test described in the literature of the Cold Forging Sub-Committee, Warm Forging Study Group, Japan Society of Plasticity and Machining (Plasticity and Processing Vol-18, No. 202, 1977-11) . The outline of the test is that the lubricant 84 is applied to the lower surface of the punch 86 fixed to the upper die set 82. A lubricant 84 is applied to the die 83 fixed to the lower die set 81 and an aluminum test piece 85 is placed thereon. Thereafter, pressure is applied in the direction of the arrow A to deform the aluminum test piece 85. The coefficient of friction was read from the inner diameter reduction ratio of the deformed aluminum test piece 85.

(C-11) 단조 실제 기기 평가(C-11) Evaluation of forged actual equipment

도 15는 실제 단조 장치에 정전 도포 장치를 시험적으로 탑재한 상황의 설명도이다. 도 15에 도시하는 실제 기기를 사용하여, 단조(압착 굽힘 성형) 시의 윤활제의 윤활성을 평가하였다. 실제 단조 장치는, 서로 대향하는 상측 다이 세트(91), 하측 다이 세트(92)와, 이들 다이 세트의 내측에 각각 배치된 상측 금형(93) 및 하측 금형(94)을 갖고 있다. 카트리지 히터(95a, 95b)가, 상측 금형(93), 하측 금형(94)에 각각 매립되어 있다. 윤활제(96)를 금형에 정전 도포하기 위한 정전 도포건(97)(토출 기구)은, 도포시만 상측 금형(93) 및 하측 금형(94) 사이에 배치된다. 상기 카트리지 히터(95a, 95b)는 승온 유닛(98)에 전기적으로 접속되어, 온도가 조정되어 있다. 온도 제어 유닛(100)은, 상측 금형(93), 하측 금형(94)에 매립된 열전대(99a, 99b)의 각각과 전기적으로 접속되어 있다. 로봇에 편입된 정전 도포건(97)으로부터 윤활제(96)가 상측 금형(93) 및 하측 금형(94)에 도포된다. 그 후, 워크가 하측 금형(94)에 세팅되고, 상측 금형(93)이 하강하여, 성형을 개시한다. 단조의 조건은, 금형 온도 250℃, 워크에의 하중 2500 KN, 워크 온도 470℃~490℃, 워크의 소재로서는 알루미늄의 둥근 막대(약 10 ㎝ 직경×50 ㎝)를 이용하였다. 완성된 워크의 크기는, 약 50 ㎝×20 ㎝×2 ㎝이다. 단조 전후의 상측 다이 세트의 위치의 변화로부터, 변형률을 구한다.15 is an explanatory diagram of a situation in which an electrostatic coating apparatus is mounted on an actual forging apparatus in a tentative manner. The actual equipment shown in Fig. 15 was used to evaluate the lubricity of the lubricant at the time of forging (compression bending). The actual forging apparatus has an upper die set 91 and a lower die set 92 opposed to each other and an upper die 93 and a lower die 94 respectively disposed inside these die sets. Cartridge heaters 95a and 95b are embedded in the upper mold 93 and the lower mold 94, respectively. The electrostatic application gun 97 (discharge mechanism) for electrostatically applying the lubricant 96 to the metal mold is disposed between the upper mold 93 and the lower mold 94 only at the time of application. The cartridge heaters 95a and 95b are electrically connected to the temperature raising unit 98 to adjust the temperature. The temperature control unit 100 is electrically connected to each of the upper mold 93 and the thermocouples 99a and 99b embedded in the lower mold 94. [ A lubricant 96 is applied to the upper mold 93 and the lower mold 94 from the electrostatic application gun 97 incorporated in the robot. Thereafter, the work is set on the lower mold 94, and the upper mold 93 is lowered to start molding. The conditions for the forging were as follows: a mold temperature of 250 占 폚, a load of 2500 KN on the work, a work temperature of 470 占 폚 to 490 占 폚, and a round rod of aluminum (about 10 cm diameter 占 50 cm) as the workpiece. The size of the finished work is about 50 cm x 20 cm x 2 cm. The strain is obtained from the change in the position of the upper die set before and after forging.

(C-12) 점도의 측정 방법(C-12) Method of measuring viscosity

JIS-K-7117-1에 준거한 회전 점도계로 측정한 40℃의 절대 점도(cP)와 비중으로부터 40℃의 동점도를 산출하였다.The absolute viscosity (cP) at 40 ° C measured by a rotational viscometer according to JIS-K-7117-1 and the kinematic viscosity at 40 ° C from the specific gravity were calculated.

(C-1) 인화점의 측정 방법(C-1) Method of measuring flash point

시료의 인화점의 측정은 JIS-K-2265에 따라, 펜스키-마텐법(Pensky-Martens method)으로 측정하였다. The flash point of the sample was measured by the Pensky-Martens method according to JIS-K-2265.

(D) 성분과 시험 측정 결과(D) components and test measurement results

(D-1) 정전 도포를 가능하게 하는 배합(D-1) Mixing enabling electrostatic application

전술한 바와 같이, 유성 윤활제의 전기 저항값은 무한대이며, 정전 도포에 부적합하다. 물을 유성 윤활제에 용해시킴으로써 전기 저항값이 저하되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 석유탄화수소를 주체로 하는 유성 윤활제에는 물을 용해시키기 어렵고, 가용화제의 도움이 없으면, 물이 침강해 버린다.As described above, the electric resistance value of the oily lubricant is infinite and is unsuitable for electrostatic application. It is known that the electric resistance value is lowered by dissolving water in an oily lubricant. However, it is difficult to dissolve water in an oily lubricant mainly composed of petroleum hydrocarbons, and in the absence of the solubilizing agent, the water precipitates.

(D-1-1) 물·가용화제 혼합에 의한 전기 저항(D-1-1) Electric resistance by mixing water and solubilizing agent

그래서, 유성 윤활제 A에 전술한 분체 혼합물을 일정량(10 질량%) 혼합한 경우의 최적의 물과 가용화제의 혼합 비율을 (C-1)에 기재한 측정 방법에 의한 전기 저항값 측정으로 확인하였다.Therefore, the mixing ratio of the optimum water and the solubilizing agent in the case of mixing a predetermined amount (10 mass%) of the above-mentioned powder mixture into the oil-based lubricant A was confirmed by measuring the electric resistance value by the measurement method described in (C-1) .

표 2에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 및 실시예 1의 수분이 0 질량%인 경우, 전기 저항값은 무한대였다. 한편, 실시예 2~5 및 비교예 2~4에 나타내는 바와 같이, 수분을 가용화시키면, 시험기에서의 전기 저항값은 저하한다. 전기 저항값이 높으면 실제 기기에서의 고압 인가가 필요해지고, 전기 저항값이 지나치게 낮으면 실제 기기에서의 누전의 가능성이 높아진다. 성능과 안전성의 관점에서, 도료 업계에서는, 5 ㏁~400 ㏁ 정도의 전기 저항값이 바람직하다고 말해지고 있다. 단, 전기 저항값은 1.5 V 전압으로 측정한 값이며, 60 KV의 실제 기기의 고전압과의 상관은 없는 경우도 있기 때문에, 이 범위는 표준이라고 생각한다. 극성이 있는 윤활 첨가제가 배합되어 있는 윤활제에서는, 전기 저항값이 보다 폭넓은 범위라도, 실제 기기에서 사용할 수 있다는 경험이 있다. 한편, 분체가 분산되어 있기 때문에 발견하기 어렵지만, 수분이 8 질량%를 넘고, 가용화제가 30 질량%를 넘으면, 상당한 탁함이 보여진다. 이러한 점들에서, 물이 7.5 질량% 이하, 가용화제가 0.3 질량%~30 질량%가 바람직한 범위인 것을 알 수 있다.As shown in Table 2, when the moisture content of Comparative Example 1 and Example 1 was 0 mass%, the electric resistance value was infinite. On the other hand, as shown in Examples 2 to 5 and Comparative Examples 2 to 4, when water is solubilized, the electric resistance value in the tester is lowered. If the electric resistance value is high, it is necessary to apply the high voltage to the actual device. If the electric resistance value is too low, the possibility of electric leakage in the actual device is high. From the viewpoint of performance and safety, it is said that the electric resistance value of about 5 to 400 M? Is preferable in the paint industry. However, the electric resistance value is a value measured at a voltage of 1.5 V. Since there is no correlation with a high voltage of an actual device of 60 KV, this range is considered to be a standard. Lubricants containing a polarized lubricant additive have experience in practical applications, even in a wider range of electrical resistance values. On the other hand, although it is difficult to find because the powder is dispersed, when the water content exceeds 8 mass% and the solubilizing agent exceeds 30 mass%, considerable turbidity is seen. From these points, it can be seen that water is 7.5% by mass or less, and the solubilizing agent is in a preferable range of 0.3% by mass to 30% by mass.

Figure 112011028165907-pct00002
Figure 112011028165907-pct00002

단, 표 2에 있어서,However, in Table 2,

*1 유성 윤활제 A: 표 1과 동일한 것을 사용* 1 Oil-based lubricant A: Use the same as Table 1

*2 물, 가용화제, 및 분체 혼합물: 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용* 2 Water, Solubilizer, and Powder Mixture: Use the same composition as "(B) Sample composition"

(D-1-2) 분체 혼합에 의한 전기 저항(D-1-2) Electrical resistance by powder mixing

(D-1-1)에서는, 유성 윤활제에 분체를 일정량 혼합한 경우의 최적의 물과 가용화제의 혼합 비율을 서술하였다. 다음에 나타내는 실시예 6~9 및 비교예 5에서는, 물과 가용화제를 일정(물 0.2 질량%, 가용화제 0.8 질량%)하게 하고, 분체 혼합물의 양을 표 3에 나타내는 바와 같이 변화시킨 경우의 전기 저항값을 정리하였다. 전기 저항값은 (C-1)에 기재한 측정 방법에 의해 측정하였다. 표 3에 나타내는 바와 같이, 비교예 5에 비하여, 실시예 6~9와 같이 분체를 혼합하면, 1.5 V의 시험기에 의한 전기 저항값은 증대하였다. 그러나, 이후에 서술하는 바와 같이, 분체 함유 유성 윤활제의 60 KV에서의 정전 도포는 가능하였다.(D-1-1) described the mixing ratio of the optimum water and the solubilizing agent in the case of mixing a predetermined amount of the powder in the oily lubricant. In the following Examples 6 to 9 and Comparative Example 5, when water and a solubilizing agent were made constant (0.2 mass% of water, 0.8 mass% of a solubilizing agent) and the amount of the powder mixture was changed as shown in Table 3 The electrical resistance values are summarized. The electric resistance value was measured by the measuring method described in (C-1). As shown in Table 3, when the powders were mixed as in Examples 6 to 9 as compared with Comparative Example 5, the electric resistance value by the 1.5 V testing machine was increased. However, as described later, electrostatic application of the powder-containing oil-based lubricant at 60 KV was possible.

Figure 112011028165907-pct00003
Figure 112011028165907-pct00003

단, 표 3에 있어서,However, in Table 3,

*1 유성 윤활제 A: 표 1과 동일한 것을 사용* 1 Oil-based lubricant A: Use the same as Table 1

*2 분체 혼합물, 물, 가용화제: 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용* 2 Powder mixture, water, solubilizer: Use the same composition as "(B) Sample composition"

(D-2) 분체 혼합에 의한 부착·마찰에 대한 영향(D-2) Influence on adhesion and friction by powder mixing

유성 윤활제에 분체를 혼합함으로써, 뜨거운 금형에서의 윤활제의 돌비(突沸)를 억제하여, 금형에 대한 윤활제의 젖음성을 높일 수 있다. 그 결과, 부착량이 증가하여, 「마찰 저감·눌러붙음 방지」의 효과를 기대할 수 있다. 또한, 무기 분체는 고온에서도 열화·분해되는 일이 없기 때문에, 고온에서의 눌러붙음이 방지되어, 윤활제의 사용 온도 범위가 확대되며, 덧붙여, 도포막이 단열재가 되어 용탕의 온도 저하를 경감하여 「탕 흐름」의 개량도 기대할 수 있다.By mixing the powder with the oil lubricant, it is possible to suppress the boiling of the lubricant in the hot metal mold and to improve the wettability of the lubricant to the metal mold. As a result, the adhesion amount increases, and the effect of "friction reduction / sticking prevention" can be expected. In addition, since the inorganic powder is not deteriorated or decomposed at high temperatures, it is prevented from sticking at high temperature, and the use temperature range of the lubricant is increased. In addition, the coating film becomes a heat insulating material, Flow "can be expected.

(D-2-1) LF 온도에 대한 영향(D-2-1) Influence on LF temperature

윤활제의 돌비 정도와 분체의 양의 관계를 조사하기 위해서, 비교예 6~13에 대해서, (C-4)에 기재한 시험 방법으로 LF(라이덴프로스트) 온도를 검토한 결과를 표 4에 나타낸다. 이 LF 온도 측정은, 유성 윤활제 A에 분체 혼합물을 혼합한 시료를 이용하고, 정전 도포를 행하지 않는 조건에서 측정하였다. 또한, 비교예 6~13의 각 시료는, 물과 가용화제를 일정(물 0.4 질량%, 가용화제 1.6 질량%)하게 하고, 표 4에 나타내는 조성에 의해, 조정하였다.Table 4 shows the results of examining the temperature of LF (Leidenfrost) by the test method described in (C-4) for Comparative Examples 6 to 13 in order to investigate the relationship between the degree of dolbidity of the lubricant and the amount of the powder. The LF temperature was measured under the condition that electrostatic application was not performed using a sample in which a powder mixture was mixed with the oily lubricant A Each of the samples of Comparative Examples 6 to 13 was adjusted by the composition shown in Table 4 so that the water and the solubilizing agent were constant (0.4 mass% of water, 1.6 mass% of solubilizing agent).

Figure 112011028165907-pct00004
Figure 112011028165907-pct00004

단, 표 4에서는:In Table 4, however,

*1 유성 윤활제 A: 표 1과 동일한 것을 사용* 1 Oil-based lubricant A: Use the same as Table 1

*2 분체 혼합물, 물, 가용화제: 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용* 2 Powder mixture, water, solubilizer: Use the same composition as "(B) Sample composition"

*3 수용성 이형제: 가부시키가이샤 아오키 가가쿠 겐큐쇼 판매의 상품명 A-201을 40배로 희석한 액.* 3 Soluble release agent: A-201 product of Aoki Kagaku Kenku Sho is diluted 40 times.

분체를 이용하지 않는 비교예 6의 경우에는, LF 온도가 440℃인 데 비하여, 비교예 7(분체=0.1 질량%: LF=450℃), 비교예 8(분체=0.3 질량%: LF=460℃), 비교예 9(분체=1 질량%: LF=460℃), 비교예 10(분체=3 질량%: LF=500℃), 비교예 11(분체=5 질량%: LF=510℃)의 순으로 LF 온도가 상승하였다. 즉, 분체 혼합량을 늘리면 비등 온도가 상승하여, 금형에 대한 윤활제의 젖음이 좋아지는 것을 알 수 있다. 그러나, 그 이상 분체를 혼합한 비교예 12(분체=10 질량%: LF=510℃), 비교예 13(분체=15 질량%: LF=510℃)과 같이, LF 온도는 그 이상 향상되지 않고 510℃였다. 이상으로부터, 유성 윤활제에 분체를 혼합함으로써, LF 온도가 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 그 효과를 위해서는 0.1 질량% 이상의 분체를 혼합하는 것이 필요하지만, 약 5 질량%의 분체 혼합으로 LF 온도의 상승은 한계점에 이른다.Comparative Example 7 (powder = 0.1 mass%: LF = 450 deg. C) and Comparative Example 8 (powder = 0.3 mass%: LF = 460 (Powder = 5 mass%: LF = 510 deg. C), Comparative Example 9 (powder = 1 mass%: LF = 460 deg. The LF temperature was increased. That is, it can be seen that increasing the powder mixing amount increases the boiling temperature and improves the wetting of the lubricant to the mold. However, as in Comparative Example 12 (powder = 10 mass%: LF = 510 deg. C) in which the fine powder was mixed and Comparative Example 13 (powder = 15 mass%: LF = 510 deg. 510 ° C. From the above, it was confirmed that the LF temperature rises by mixing the powder in the oil lubricant. For this effect, it is necessary to mix at least 0.1 mass% of the powder, but the increase of the LF temperature reaches the limit by the powder mixing of about 5 mass%.

(D-2-2) 부착량에 대한 영향(D-2-2) Effect on adhesion

분체의 혼합에 의해 LF 온도가 높아지면, 부착량의 증가도 기대할 수 있다. 이것을 확인하기 위해서, (C-2)에 기재한 시험 방법으로, 또한, 도 1에 도시하는 정전 부여 장치로부터 도포하여, 부착 시험을 실시하였다(이후, 정전 도포의 모든 경우에 있어서, 도 1의 정전 도포 장치를 이용하여 도포하고 있음). 시험 조건은 철판 온도가 250℃, 도포 조건은 에어압 0.05 ㎫/㎠, 액압 0.005 ㎫/㎠, 도포 거리 200 ㎜, 도포량 0.3 ㎤였다. 단, 비교예 14의 경우에는 정전 도포건을 이용하고 있지 않기 때문에, 에어압은 0.4 ㎫/㎠였다. 또한, 실시예 10~15 및 비교예 14~18의 각 시료는 유성 윤활제 A에 물 0.4 질량%, 가용화제 1.6 질량%를 혼합한 시료에, 표 5에 나타내는 분체 혼합물을 적절하게 더 혼합하여, 전체가 100 질량%가 되도록 조정한 것이다.If the LF temperature is increased by mixing the powders, an increase in the amount of deposition can be expected. In order to confirm this, an adhesion test was carried out by applying the coating composition from the electrostatic application apparatus shown in Fig. 1 by the test method described in (C-2) (hereafter, in all cases of electrostatic application, Is applied using an electrostatic application device). The test conditions were an iron plate temperature of 250 캜, an application pressure of 0.05 MPa / cm 2, a fluid pressure of 0.005 MPa / cm 2, a coating distance of 200 mm, and a coating amount of 0.3 cm 3. However, in the case of Comparative Example 14, since the electrostatic coating gun was not used, the air pressure was 0.4 MPa / cm 2. Each of the samples of Examples 10 to 15 and Comparative Examples 14 to 18 was further mixed with the oil-based lubricant A in such a manner that the powder mixture shown in Table 5 was appropriately mixed with the sample mixed with 0.4 mass% of water and 1.6 mass% of the solubilizing agent, And the total amount is adjusted to be 100% by mass.

Figure 112011028165907-pct00005
Figure 112011028165907-pct00005

단, 표 5에서는:However, in Table 5:

*1 비교예 14의 경우, 정전 도포건이 아니라, 통상의 스프레이건(야마구치 기켄 가부시키가이샤 제조)을 사용.* 1 In the case of Comparative Example 14, an ordinary spray gun (manufactured by Yamaguchi Kiken K.K.) was used instead of the electrostatic coating gun.

*2 유성 윤활제 A에 물 0.4 질량%, 가용화제 1.6 질량%를 첨가한 배합에 분체 혼합물을 혼합(「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용)* 2 A powder mixture was mixed with 0.4 parts by mass of water and 1.6 parts by mass of a solubilizing agent to the oily lubricant A (the same composition as in "(B) sample composition") was used.

*3 수용성 이형제는 표 4와 동일한 것을 사용. 수용성 이형제는 275℃ 부근에서 눌러붙음* 3 Use the same water-soluble mold release agent as in Table 4. The water-soluble release agent is pressed at about 275 ° C

표 5의 결과로부터, 다음의 것을 알 수 있다.From the results in Table 5, the following can be seen.

1. 수용성 이형제와의 비교1. Comparison with water-soluble release agent

시장의 90%를 차지하는 수용성 이형제의 부착량은 2.5 ㎎이다. 한편, 유성 윤활제(모든 비교예 및 실시예)의 부착량은 5.0 ㎎~49.9 ㎎으로 수용성 이형제보다 2배~20배 많고, 눌러붙음 온도는 약 80℃~150℃만큼 높다. 그 이유는, 표 4에 나타내는 바와 같이, LF 온도가 200℃ 이상 높은 것에 기인하고 있는 것으로 생각된다. The amount of water soluble release agent that accounts for 90% of the market is 2.5 ㎎. On the other hand, the adhesion amount of the oily lubricant (all comparative examples and examples) is 5.0 mg to 49.9 mg, which is 2 to 20 times higher than that of the water-soluble release agent, and the adhesion temperature is as high as about 80 ° C to 150 ° C. The reason is that as shown in Table 4, the LF temperature is higher than 200 占 폚.

2. 정전 도포건에 의한 부착 효과(정전 인가 없음)2. Adhesion effect by electrostatic application gun (no electrostatic discharge)

비교예 14(통상의 비정전 도포건, 정전 인가 없음, 분체 미함유: 부착량 5.0 ㎎)에 비하여, 비교예 15(정전 도포건, 정전 인가 없음, 분체 미함유: 부착량 20.4 ㎎)는 부착량이 15.4 ㎎만큼 대폭적으로 증가하였다. 정전 인가가 없어도, 도포 입자 직경, 도포압 등의 관점에서 정전 도포건 자체가 우수하여, 대폭적으로 부착이 증가한 것이다. Comparative Example 15 (electrostatic application, no electrostatic charge, no powder: 20.4 mg) showed an adhered amount of 15.4 mg compared to Comparative Example 14 (ordinary non-electrostatic application, no electrostatic charge, no powder: . Even when there is no electrostatic charge, the electrostatic coating gun itself is excellent from the viewpoints of the diameter of the coated particles and the application pressure, and the adhesion is greatly increased.

3. 분체를 혼합하고 있지 않은 경우의 정전 인가에 의한 부착 효과3. Adhesion effect by electrostatic charge when powder is not mixed

비교예 15(정전 도포건 사용, 분체 미함유, 정전 인가 0 KV: 부착량 20.4 ㎎)보다 비교예 16(정전 도포건 사용, 분체 미함유, 정전 인가 60 KV: 25.1 ㎎)의 부착량은 4.7 ㎎ 많고, 부착 효율이 23%나 향상되었다. 이것은, 정전 도포건으로 하전된 윤활제 미스트가 금속판에 효율적으로 부착된 결과이다.The adhesion amount of Comparative Example 16 (using electrostatic application gun, powder-free, electrostatic applied 60 KV: 25.1 mg) was 4.7 mg more than Comparative Example 15 (using electrostatic coating gun, powder-free, electrostatic application 0 KV: adhesion amount 20.4 mg) , And the adhesion efficiency was improved by 23%. This is a result of efficiently attaching the lubricant mist charged with the electrostatic application gun to the metal plate.

4. 정전 인가하고 있지 않은 경우의 분체 혼합에 의한 부착 효과4. Adhesion effect by powder mixing when no static electricity is applied

정전 도포건에 인가하지 않는 경우의 분체 혼합에 의한 부착량은 비교예 15(분체 제로: 부착량 20.4 ㎎)와 비교예 18(분체 3 질량%: 부착량 31.3 ㎎)의 비교로 알 수 있는 바와 같이, 10.9 ㎎의 부착 증가(53% 부착 증가)가 발생하였다. 전술한 LF 온도 관찰 결과에 보여지는 바와 같이, 분체를 혼합하면 LF 온도가 상승하여, 돌비가 억제된다. 즉, 뜨거운 시험편의 수직면에서의 유성 윤활제의 돌비가 억제되기 때문에, 시험편의 표면으로부터 튀겨지는 유성 윤활제의 양이 저하된다. 그 결과, 시험편에 대한 젖음성이 향상되어, 부착 효율이 높아지고, 시험편에 대한 부착량이 증가하고 있다.As can be seen from the comparison between Comparative Example 15 (powder zero: deposition amount: 20.4 mg) and Comparative Example 18 (3 mass% of powder: 31.3 mg) in the case of not applying to the electrostatic application gun, the deposition amount by powder mixing was 10.9 (53% increase in adhesion) were observed. As can be seen from the observation of the LF temperature described above, when the powder is mixed, the LF temperature rises and the dolbid is suppressed. That is, since the dolby ratio of the oily lubricant on the vertical plane of the hot test piece is suppressed, the amount of the oily lubricant splashed from the surface of the test piece is lowered. As a result, the wettability to the test piece is improved, the adhesion efficiency is increased, and the adhesion amount to the test piece is increased.

5. 분체 혼합 및 정전 인가의 조합 효과5. Combination effect of powder mixing and electrostatic charging

정전 인가를 한 경우, 비교예 16(분체=0 질량%: 부착량=25.1 ㎎)에 비하여, 비교예 17(분체=0.1 질량%: 부착량=25.4 ㎎), 실시예 10(분체=0.3 질량%: 부착량=25.6 ㎎), 실시예 12(분체=3 질량%: 부착량=34.7 ㎎), 실시예 14(분체=10 질량%: 부착량=49.9 ㎎)로 알 수 있는 바와 같이, 부착량은 분체 증량과 함께 거의 직선적으로 증가하였다.Comparative Example 17 (powder = 0.1% by mass: adhesion amount = 25.4 mg) and Example 10 (powder = 0.3% by mass: As shown in Example 14 (powder = 3 mass%: deposition amount = 34.7 mg) and Example 14 (powder = 10 mass%: deposition amount = 49.9 mg) Almost linearly.

분체 혼합과 정전 도포에 의해, 부착량은 대폭적으로 증가하였다. 그 결과, 눌러붙음 방지 효과나 윤활제의 도포량 저감 효과를 기대할 수 있다. 덧붙여, 금형면 상에 도포막을 형성함으로써 고온까지 사용 범위가 확대되는 것도 기대할 수 있다.Through the mixing of powders and electrostatic application, the amount of adhesion increased significantly. As a result, it is possible to expect an effect of preventing sticking and a lubricant application amount reduction effect. In addition, it is expected that the use range is expanded to a high temperature by forming a coating film on the mold surface.

(D-3) 윤활제 중의 용제분의 정전 도포에 대한 영향(D-3) Effect of Solvent Powder in Lubricant on Electrostatic Coating

여기까지의 평가 시료의 조성은 표 1에 나타내는 바와 같이, 인화점이 약 90℃인 용제를 주성분으로 하고 있었다. 분체 혼합 및 정전 인가가 없는 경우, 금형면에서 부착량을 늘리기 위해서, 속건성(速乾性)을 기대하여 용제를 사용하고 있었다. 즉, 도포된 윤활제 미스트가 금형면에서 급속하게 건조되어, 금형면의 하부로의 떨어짐에 의한 유막 두께의 저하에 기인하는 마찰력 악화를 제어하고 있었다.As shown in Table 1, the compositions of the evaluation samples so far used a solvent having a flash point of about 90 ° C as a main component. In the absence of powder mixing and electrostatic attraction, a solvent was used in expectation of fast drying (quick-drying) in order to increase the amount of adhesion on the mold surface. That is, the applied lubricant mist rapidly dried on the mold surface, and the deterioration of the frictional force caused by the decrease in the thickness of the oil film due to the falling to the lower side of the mold surface was controlled.

한편, 분체의 혼합 및 정전 도포는 부착량을 증가시켜, 도포막을 두껍게 하여, 마찰력을 저감시키는 효과가 보였다. 따라서, 분체의 혼합 및 정전 도포를 행하는 본 발명에서는, 반드시 속건성을 필요로 하지 않는 경우도 있다. 이 점을 확인하기 위해서, 비교예 19 및 비교예 20에서, 용제보다 인화점이 높은(속건성이 적은) 윤활유용 기유(基油; base oil)(광유)를 주성분으로 한 유성 윤활제의 마찰력을 평가하였다. 마찰력의 평가는, (C-3)에 기재한 시험 방법에 따라 행하였다. 도포 조건은 도포량 0.3 ㎤, 에어압 0.05 ㎫/㎠, 도포 거리 200 ㎜, 60 KV의 정전 인가로 하였다. 시료는 비교예 16(정전 도포형, 분체 미함유)을 기준으로, 그 중의 용제를 기유로 변경한 것이다. 비교예 14, 16, 19 및 20의 물성, 조성과 마찰 시험 결과를 표 6에 나타낸다.On the other hand, mixing of powders and electrostatic application have the effect of increasing the deposition amount, thickening the coating film, and reducing the frictional force. Therefore, in the present invention in which powder mixing and electrostatic application are performed, quick drying property may not always be required. In order to confirm this point, in Comparative Example 19 and Comparative Example 20, the frictional force of a lubricant containing a base oil (mineral oil) as a main component for a lubricating oil having a higher flash point (less quick-drying property) than a solvent was evaluated . The frictional force was evaluated according to the test method described in (C-3). The application conditions were as follows: a coating amount of 0.3 cm 3, an air pressure of 0.05 MPa / cm 2, a coating distance of 200 mm, and an electric charge of 60 KV. The sample was obtained by changing the solvent in the sample to base oil based on Comparative Example 16 (electrostatically coated type, powder-free). The physical properties, composition and friction test results of Comparative Examples 14, 16, 19 and 20 are shown in Table 6.

Figure 112011028165907-pct00006
Figure 112011028165907-pct00006

단, 표 6 중:However, in Table 6:

*1 비교예 14, 16: 표 5에 기재한 것과 동일한 것을 사용* 1 Comparative Examples 14 and 16: Using the same materials as those listed in Table 5

*2 기유 1: 미국 석유 협회 분류의 그룹 4의 합성계 윤활유 기유(PAO-8), 쇼와 산교 가부시키가이샤가 판매하는 NEXBASE2008(인화점 240℃)* 2 Base oil 1: Synthetic lubricant base oil (PAO-8) of Group 4 of the American Petroleum Association, NEXBASE 2008 (flash point 240 ° C) sold by Showa San-

*3 기유 2: 미국 석유 협회 분류의 그룹 1의 정제 기유, 가부시키가이샤 재팬 에너지가 판매하는 상품명 N-500(인화점 230℃)* 3 Base oil 2: Refining base oil of Group 1 of the American Petroleum Institute, N-500 (flash point 230 ° C) sold by Japan Energy Co.,

*4 기유 1 및 기유 2 이외의 성분: 「(B) 시료의 조성」 및 표 1과 동일한 것을 사용* 4 Ingredients other than base oil 1 and base oil 2: Use the same composition as in "(B) Sample composition" and Table 1

*5 비정전 도포건은 표 5에 서술하는 통상건과 동일한 것을 사용* 5 Non-incendive coating is the same as the normal case described in Table 5

전술한 바와 같이, 마찰 시험기에서의 판정은 98 N이며, 그 이하에서는 부분적인 눌러붙음이 없고, 그것을 넘으면 부분적 눌러붙음이 발생하여 본격적으로 눌어붙기 직전이라고 판단한다. 표 6의 비교예 16(용제가 주성분)은 350℃에서 147 N이며, 이미 눌러붙음이 일부분에서 발생하고 있어, 눌어붙기 직전이다. 비교예 19(합성 기유가 주성분)의 경우에는 비교예 16과 차이가 없는 137.2 N이었다. 비교예 20(정제 기유가 주성분)의 경우에는 350℃에서 눌러붙음이 발생하고 있었다. 그러나, 본 출원인들의 경험으로부터, 마찰력 「137.2 N 및 147 N」과 「눌러붙음」이라고 하는 결과에는, 그다지 우위차가 없다. 비교예 16 및 비교예 19의 경우, 355℃에서는 눌러붙음이 발생하는 것으로 추정된다. 한편, 표 5에 나타낸 동일한 유성 윤활제를 평가한 비교예 14(통상건)와 비교예 15(정전 도포건, 정전 인가 제로)의 결과로부터, 부착량은 정전 도포건을 사용함으로써 약 4배가 되고 있다. 이러한 점들로부터, 도포막을 두껍게 하거나, 또는, 도포 면적을 넓히는 데 정전 도포를 활용할 수 있을 것으로 생각된다.As described above, the determination in the friction tester is 98 N, and if it is less than 98 N, it is determined that there is no partial pressing, and if it exceeds, partial pressing and sticking occurs and it is judged to be just before the pressing. Comparative Example 16 (the solvent is the main component) in Table 6 is 147 N at 350 占 폚, and the press-bonding is already occurring at a part, and is just before the adhesion. In the case of Comparative Example 19 (the synthetic base oil being the main component), 137.2 N, which is not different from Comparative Example 16, was obtained. In the case of Comparative Example 20 (the main component of the refined base oil), the adhesion at 350 ° C occurred. However, from the experience of the present applicants, there is no significant difference in the results of the friction forces of " 137.2 N and 147 N " and " In the case of Comparative Example 16 and Comparative Example 19, it is presumed that sticking occurs at 355 ° C. On the other hand, from the results of Comparative Example 14 (normal gun) and Comparative Example 15 (electrostatic spray gun, electrostatic spray gun) in which the same oily lubricant shown in Table 5 was evaluated, the deposition amount was about four times as much as that of using the electrostatic spray gun. From these points, it is considered that the electrostatic coating can be utilized to thicken the coating film or widen the application area.

따라서, 용제를 대신해서 고인화점의 기유를 배합하여 성능이 저하되는 분을, 정전 인가를 함으로써 충분히 커버할 수 있다. 고인화점의 유성 윤활제를 이용한 경우라도, 본 발명은 유효하다.Therefore, a substance whose performance deteriorates by incorporating a base oil at a high flash point instead of a solvent can be sufficiently covered by applying an electric charge. The present invention is effective even in the case of using a high-flash point oily lubricant.

(D-4) 고압 주조용 평가(D-4) Evaluation for high-pressure casting

(D-4-1) 부착성·마찰력 시험: 직각 분사(D-4-1) Adhesion · Frictional force test: Right angle injection

전술한 바와 같이, 부착량 증가로 눌러붙음 방지 효과를 기대할 수 있다. (C-3)에 기재한 시험 방법을 이용하여, 실제 기기와의 상관이 좋은 마찰 시험기로 평가한 결과를 표 5에 나타낸다. 시험편에 대한 도포 조건은 부착 시험과 동일하며, 시험편에 직각으로 분사하고 있다. 표 5의 결과로부터 다음의 것이 명백해졌다.As described above, it is possible to expect the effect of preventing the adhesion of the press with the increase of the adhesion amount. Table 5 shows the results of the evaluation using a friction tester having a good correlation with an actual apparatus, using the test method described in (C-3). The coating conditions on the test piece are the same as the adhesion test, and they are injected at right angles to the test piece. From the results in Table 5, the following becomes clear.

1. 정전 인가에 의한 부착 효과1. Adhesion effect by static electricity

비교예 15(정전 인가 제로), 비교예 16(정전 인가=60 KV) 모두, 350℃에서 147 N으로 눌어붙기 직전의 상태이며, 375℃에서는 눌러붙음이 발생하고 있었다. 또한, 비교예 18(분체=3 질량%, 정전 인가하지 않음)과 실시예 12(분체=3 질량%, 60 KV로 정전 인가) 모두, 동일한 마찰력이며, 425℃까지 눌어붙지 않았다. 동일한 분체량의 경우, 눌러붙음 온도는 동일하였다. 즉, 마찰력에 대해서, 정전 인가를 행하는 것에 의한 효과는 보이지 않았다. 단, 후술하는 바와 같이, 철판에 직각이 아니라, 요철이 있는 금형에 평행하게 도포한 경우에는, 정전 인가를 행하는 것에 의한 마찰력의 저감 효과가 현저히 나타난다. 또한, 중력 주조에 있어서도, 정전 인가를 행하는 것에 의한 마찰력의 저감 효과는 현저히 나타난다.Comparative Example 15 (electrostatic application) and Comparative Example 16 (electrostatic application = 60 KV) were all in a state immediately before being stuck at 147 DEG C at 350 DEG C, and adherence occurred at 375 DEG C. In addition, both of Comparative Example 18 (powder = 3% by mass, no electrostatic charge) and Example 12 (powder = 3% by mass, electrostatic charge at 60 KV) all had the same frictional force and did not adhere to 425 占 폚. For the same powder amount, the pressing temperature was the same. That is, the effect of applying the electrostatic charge to the frictional force was not found. However, as will be described later, when the coating is applied parallel to a metal mold having irregularities instead of perpendicular to the metal plate, the effect of reducing the frictional force due to the application of the electrostatic force is remarkable. Also in the gravity casting, the effect of reducing the frictional force by applying the electrostatic force is remarkable.

2. 정전 인가하고 있지 않은 경우의 분체 혼합에 의한 부착 효과2. Adhesion effect by powder mixing when no static charge is applied

비교예 15(분체=0 질량%: 375℃에서 눌러붙음)에 비하여, 비교예 18(분체=3 질량%)은 425℃까지 58.8 N~78.4 N의 낮은 마찰을 나타내고 있었다. 분체의 혼합이 마찰력 저감에 공헌하고 있는 것이 명백하다. 고온에서도 열화되지 않는 분체가 철판과 고화된 알루미늄 사이의 직접 접촉을 저감시켜, 눌러붙음을 방지하고 있는 것으로 추정된다.Comparative Example 18 (powder = 3% by mass) exhibited a low friction of 58.8 N to 78.4 N up to 425 캜, as compared with Comparative Example 15 (powder = 0% by mass: pressed at 375 캜). It is obvious that the mixing of the powder contributes to the reduction of the frictional force. It is presumed that the powder which is not deteriorated even at a high temperature reduces the direct contact between the iron plate and the solidified aluminum to prevent the adhesion.

3. 분체 혼합 및 정전 인가의 조합 효과3. Combination effect of powder mixing and electrostatic charge

비교예 16(분체=0 질량%: 350℃에서 147 N)에 비하여, 실시예 11(분체=1 질량%: 350℃에서 78.4 N)은 마찰력이 약간 저감되어 있다. 또한, 실시예 12(분체=3 질량%: 425℃에서 68.6 N), 실시예 14(분체=10 질량%: 425℃에서 68.6 N), 실시예 15(분체=15 질량%: 425℃에서 68.6 N)에서 나타내는 바와 같이, 분체 혼합량을 늘리면, 마찰력은 저감되고, 내(耐)눌러붙음 온도가 50℃나 높아졌다. 단, 분체가 3 질량% 이상이면 마찰력의 저감 효과는 증가하지 않았다.The friction force was slightly reduced in Example 11 (powder = 1 mass%: 78.4 N at 350 占 폚) as compared with Comparative Example 16 (powder = 0 mass%: 147 N at 350 占 폚). Example 14 (powder = 10 mass%: 68.6 N at 425 캜) and Example 15 (powder = 15 mass%: 68.6 N at 425 캜) in Example 12 (powder = 3 mass% N), the frictional force was reduced and the withstand temperature increased by 50 DEG C as the amount of powder mixture was increased. However, if the content of the powder is 3 mass% or more, the effect of reducing the frictional force is not increased.

(D-4-2) 부착성·마찰력 시험: 평행 분사(D-4-2) Adhesion · Frictional force test: parallel injection

금형에는 도포 방향에서 보아 평행한 면이나 숨겨진 면이 있다. 특히 눌러붙음이 발생하기 쉬운 부위인 코어핀(core pin)이나 압출핀은 원기둥형이기 때문에 도포된 입자가 부착되기 어려운 이면도 있다. 정전 도포는 그와 같은 부위에 대한 유성 윤활제의 부착을 촉진할 수 있다.The mold has parallel sides or hidden sides as seen from the application direction. Particularly, a core pin or extruding pin, which is a portion where pressing and sticking is likely to occur, is a cylindrical shape, so that there is also a back surface on which a coated particle is hardly adhered. The electrostatic application can promote adhesion of the oily lubricant to such areas.

실시예 16에서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 시험편(42)에 정전 도포건(41)으로부터 유성 윤활제를 평행하게 도포하고, 부착량 및 마찰력을 측정하였다. 시험편(42)의 설치 상황은, 유성 윤활제를 도포하는 방향의 중심선 상에서 정전 도포건(41)의 선단으로부터 200 ㎜ 이격된 곳, 또한, 중심선으로부터 60 ㎜ 떨어진 오프셋 위치를 중심으로 하였다. 도포되는 시험편(42)의 중심이, 이 오프셋 위치에 놓여지고, 또한, 시험편(42)의 도포면이 도포 방향과 평행하게 되도록 배치하였다. 부착량 측정용 시험편, 마찰력 측정용 시험편 모두 동일한 배치로 하였다. 도포 조건은 전술한 직각 분사의 경우(실시예 12)와 동일하고, 0.3 ㎤의 도포량, 0.05 ㎫/㎠의 공기압으로 하였다. 또한, 비교예 21로서, 정전 인가를 하지 않는 것 이외에는 실시예 16과 동일한 방법으로, 부착량 및 마찰력을 측정하였다. 실시예 12, 16 및 비교예 21의 측정 결과를 표 7에 나타낸다. 또한, 실시예 12, 16 및 비교예 21의 평가 시료는 유성 윤활제 A에 물 0.4 질량%, 가용화제 1.6 질량% 및 분체 혼합물 3 질량%를 혼합한 것이다.In Example 16, as shown in Fig. 4, an oil-based lubricant was applied to the test piece 42 from the electrostatic coating gun 41 in parallel, and the amount of adhesion and the frictional force were measured. The mounting condition of the test piece 42 was centered at an offset position spaced by 200 mm from the tip of the electrostatic coating gun 41 on the center line in the direction of applying the lubricant and 60 mm away from the center line. The center of the applied test piece 42 was placed at this offset position and the application surface of the test piece 42 was arranged so as to be parallel to the application direction. Test piece for measurement of adhesion amount and test piece for frictional force measurement were all arranged in the same manner. The coating conditions were the same as in the case of the above-mentioned right angle injection (Example 12), and the coating amount was 0.3 cm 3 and the air pressure was 0.05 MPa / cm 2. In addition, as Comparative Example 21, the adhesion amount and the frictional force were measured in the same manner as in Example 16 except that no electrostatic charge was applied. The measurement results of Examples 12 and 16 and Comparative Example 21 are shown in Table 7. The evaluation samples of Examples 12 and 16 and Comparative Example 21 were obtained by mixing 0.4% by mass of water, 1.6% by mass of a solubilizing agent and 3% by mass of a powder mixture in the oil-based lubricant A.

Figure 112011028165907-pct00007
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단, 표 7에서는:In Table 7, however,

*1 유성 윤활제 A에 물 0.4 질량%, 가용화제 1.6 질량%를 기준으로 3 질량%의 분체 혼합물을 혼합(「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용)* 1 A mixture of 3 mass% of a powder mixture based on 0.4 mass% of water and 1.6 mass% of a solubilizing agent was mixed with the oil-based lubricant A (the same composition as in "(B) sample composition") was used.

표 7에 나타내는 바와 같이, 정전 도포건을 사용하면서 정전 인가를 하지 않는 평행 도포의 비교예 21의 경우, 250℃~350℃의 범위에서 부착량은 0.1 ㎎으로 거의 제로였다. 그 때문에 350℃에서의 마찰 시험에서 눌러붙음이 발생하였다. 한편, 정전 인가한 실시예 16의 경우에는, 250℃에서 부착량이 4.5 ㎎이며, 350℃의 마찰력은 68.6 N으로 충분히 낮은 레벨이었다. 직각 분사한 실시예 12의 350℃에서의 마찰력 레벨과 비교하여 손색이 없었다. 명백히, 정전 인가에 의해, 하전된 도포 미스트가 철제 시험편에 정전기적으로 끌어당겨져, 소위 랩어라운드 현상(wraparound phenomenon)이 발생하였다. 이 결과로부터, 정전 도포를 실시함으로써, 직각으로 윤활제 미스트가 닿지 않는 요철이 많은 실제의 금형이라도, 도포막이 형성되어 눌러붙음 발생을 저감시킬 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 시장의 90%를 차지하는 수용성 이형제의 경우, 직각으로 분사해도, 부착량은 고작 2.5 ㎎ 정도이다. 정전 인가 시에 평행 분사한 실시예 16의 부착량은 4.5 ㎎으로, 본 발명은 우수하다.As shown in Table 7, in the case of Comparative Example 21 in which the electrostatic application was not performed while using the electrostatic application gun, the adhesion amount in the range of 250 占 폚 to 350 占 폚 was almost zero at 0.1 mg. Therefore, in the friction test at 350 占 폚, the pressing adhesion occurred. On the other hand, in the case of Example 16 in which electrostatic force was applied, the adhesion amount was 4.5 mg at 250 캜, and the frictional force at 350 캜 was a sufficiently low level of 68.6 N. There was no difference in comparison with the frictional force level at 350 DEG C of the perpendicularly sprayed Example 12. Obviously, the electrostatically charged electrostatically charged charged mists were attracted to the steel specimen, resulting in a so-called wraparound phenomenon. From this result, even when an actual metal mold has many concavities and convexities which are not contacted with the lubricant mist at a right angle by applying electrostatic coating, a coating film can be formed and the occurrence of sticking can be reduced. In addition, as described above, in the case of a water-soluble releasing agent which accounts for 90% of the market, even if sprayed at a right angle, the amount of adhesion is only about 2.5 mg. The deposition amount of Example 16 in which parallel spraying was performed at the time of electrostatic application was 4.5 mg, and the present invention is excellent.

(D-4-3) 고압 주조기에 의한 실제 기기 평가(D-4-3) Evaluation of actual machine by high-pressure casting machine

직각 분사 시의 부착 시험 및 마찰 시험에서, 분체의 혼합 및 정전 인가에 의한 효과로서, 부착량 증가, 도포막 증가, 눌러붙음 방지 온도의 범위의 확대가 보였다. 또한, 평행 분사 시의 부착 시험 및 마찰 시험에서, 정전 인가에 의한 윤활제의 미스트의 랩어라운드 현상이 보였다. 즉, 제1 발명인 분체 함유 유성 윤활제를 정전 도포하는 것에 의한 우수한 효과가, 시험적으로 확인되었다. 그래서, 실제의 고압 주조기에서 부착성과 눌러붙음성을 확인하기 위해서, 본 출원인들 소유의 주조 장치로 평가하였다. 평가 조건은, 형 체결 2500 ton 주조기, 도포 직후의 금형 최고 온도 약 350℃, 도포량 9 ㎤, 도포 초수 20초였다. 시료의 조성과 평가 결과를 표 8(실시예 12, 비교예 15-1, 15-2, 18)에 나타낸다. 부착성은 육안 평가이며, 스프레이캔(염색 침투 탐상제의 현상액, 가부시키가이샤 타세토 제조)을 이용하여 백색 분체를 금형에 도포하여 전체면을 백색화하였다. 그 후, 유성 윤활제를 도포하고, 금형면 상의 백색 분체가 유성 윤활제에 젖어 거무스름하게 변화하였다. 이 거무스름하게 변화한 부위는 윤활제가 부착되어 있다고 판단하고, 백색인 채의 부위는 윤활제가 부착되어 있지 않다고 판단하였다. 또한, 눌러붙음성은 실제 생산에서 주조할 수 있었는지의 여부로 판단하였다.In the adhesion test and the friction test at the right angle injection, the effects of the mixing of the powder and the electrostatic charge application showed an increase in the adhesion amount, an increase in the coating film, and an expansion in the range of the temperature to prevent the adhesion. Further, in the adhesion test and the friction test at the time of parallel jetting, a wraparound phenomenon of a mist of the lubricant due to the electrostatic application was observed. That is, excellent effects of electrostatic application of the powder-containing lubricant as the first invention were confirmed experimentally. Therefore, in order to confirm the adhesive property and the pressing property in an actual high-pressure casting machine, the casting apparatus owned by the applicants was evaluated. The evaluation conditions were a casting machine of 2500 ton mold, a maximum temperature of the mold immediately after application, about 350 ° C, a coating amount of 9 cm 3, and a coating speed of 20 seconds. The composition and evaluation results of the samples are shown in Table 8 (Example 12, Comparative Examples 15-1, 15-2 and 18). The adhesion was visually evaluated, and the white powder was applied to the mold using a spray can (developer of dye-penetrant tester, manufactured by Takeshi Kasei Co., Ltd.) to whiten the entire surface. Thereafter, an oily lubricant was applied, and the white powder on the mold surface was wetted with the oily lubricant and changed to a blackish appearance. It was judged that the lubricant was adhered to the blackened portion and the lubricant was not adhered to the white portion. In addition, it was judged whether or not the pressing sound could be cast in actual production.

Figure 112011028165907-pct00008
Figure 112011028165907-pct00008

단, 표 8에서는:In Table 8, however,

*1 유성 윤활제 A에 물 0.4 질량%, 가용화제 1.6 질량%를 첨가한 배합에 분체 혼합물을 혼합(「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용)* 1 A powder mixture was mixed with 0.4 parts by mass of water and 1.6 parts by mass of a solubilizing agent in the oil-based lubricant A (the same composition as in "(B) sample composition") was used.

*2 표 5의 *1에 기재한 통상건을 사용* 2 Using the normal gun described in * 1 in Table 5

표 8에 도시하는 바와 같이, 비교예 15-1(분체 미함유) 및 비교예 18(분체 함유)에서 정전 인가를 하지 않는 경우, 유성 윤활제가 부착된 부위는 금형 표면의 1~2할 정도이며, 정전 도포건을 이용한 경우가 약간 좋았다고 말할 수 있는 정도이다. 즉, 분체를 함유한 영향은, 거의 보이지 않았다. 한편, 비교예 15-2(분체 미함유) 및 실시예 12(분체 함유)에서 정전 인가를 행한 경우, 금형 전체면이 젖어 있었다. 즉, 분체의 유무가 유성 윤활제의 젖음성에 영향을 끼치지 않고, 정전 인가가 젖음성 향상에 크게 영향을 끼치고 있다. 이것은, 금형면에는 요철이 많고, 정전 인가에 의한 랩어라운드 효과가 나타난 결과라고 생각된다. 비교예 15-1(통상건)의 경우, 연속 주조를 할 수 없어, 수개로 생산이 중단되었다. 전체면이 젖은 비교예 15-2 및 실시예 12의 경우, 연속 주조가 가능하고, 40개 생산하여 평가를 정지하였다. 비교예 15-2와 비교하여, 실시예 12의 분체에 의한 우위차는 본 평가에서는 보이지 않으나, 적어도 분체 함유 유성 윤활제를 이용한 실시예 12는 금형 상에서 분체의 퇴적을 나타내지 않았다. 즉 분체의 퇴적에 의한 주조 제품의 두께의 결여가 발생하지 않는 것을 예측할 수 있으며, 실제 기기에서 문제를 일으키지 않는다고 판단할 수 있었다. 표 5에 나타내는 바와 같이, 실험실 부착 시험에서 정전을 인가하는 것과, 분체를 혼합하는 것에 의한 조합의 효과로, 현저한 부착성의 증가가 나타나고 있었다. 이러한 점에서, 실제 기기에서의 실시예 12의 경우, 도포량을 비교예 15-2보다 줄일 수 있을 것으로 추정된다.As shown in Table 8, in the case where no electrostatic charge was applied in Comparative Example 15-1 (powder-free) and Comparative Example 18 (powder included), the area where the lubricant was applied was about 1-2% of the surface of the mold , And the case of using the electrostatic coating gun was a little better. That is, the effect containing the powder was hardly seen. On the other hand, when electrostatic charge was applied in Comparative Example 15-2 (containing no powder) and Example 12 (containing powder), the entire surface of the mold was wet. That is, the presence or absence of the powder does not affect the wettability of the lubricant, and the application of static electricity greatly affects the improvement of the wettability. This is considered to be the result of the fact that the metal mold surface has many concavities and convexities and the wraparound effect due to the application of the electrostatic force is exhibited. In the case of Comparative Example 15-1 (normal operation), continuous casting could not be carried out, and production was stopped in several cases. In the case of Comparative Example 15-2 and Example 12 in which the entire surface was wet, continuous casting was possible and 40 pieces were produced and evaluation was stopped. Compared with Comparative Example 15-2, the superiority of the powder of Example 12 was not found in this evaluation, but Example 12 using at least a powder-containing oily lubricant did not show the deposition of powder on the mold. That is, it can be predicted that the lack of the thickness of the cast product due to the deposition of the powder does not occur, and it can be judged that the problem does not occur in the actual equipment. As shown in Table 5, in the laboratory adhesion test, remarkable increase in the adhesion was observed due to the effect of the combination of applying the electrostatic charge and mixing the powder. In this respect, in the case of Example 12 in an actual device, it is estimated that the application amount can be reduced as compared with Comparative Example 15-2.

(D-5) 중력 및 저압 주조(D-5) Gravity and low pressure casting

고압 주조에 비하여, 중력 및 저압 주조에서는 알루미늄 용탕을 압입하는 압력은 낮게 설계되어 있다. 그 때문에, 알루미늄 용탕의 속도는 느리므로, 알루미늄 용탕이 차가워지고, 알루미늄 용탕의 점도가 증가하여, 도중에 고화되는 경우가 있다. 그 결과, 금형의 구석구석까지 알루미늄 용탕이 유입되지 않는 문제가 일어나기 쉽다. 표 5에 나타내는 바와 같이, 분체의 함유 및 정전 도포로 부착량을 대폭적으로 늘릴 수 있는 것을 알 수 있었다. 부착량이 증가하면 금형에서의 도포막은 두꺼워지고, 알루미늄 용탕으로부터 금형에의 전열(傳熱)이 저하되는 것을 기대할 수 있다. 그 결과, 알루미늄 용탕의 온도 저하가 적어지고, 알루미늄 용탕이 줄줄 흘러, 금형의 구석구석까지 알루미늄 용탕이 유입되는 것도 기대할 수 있다.Compared with high-pressure casting, the pressure to press aluminum melt is designed to be low in gravity and low-pressure casting. Therefore, the speed of the molten aluminum is slow, so that the molten aluminum melts, the viscosity of the molten aluminum increases, and the molten aluminum sometimes solidifies on the way. As a result, the problem that the molten aluminum does not flow into every corner of the mold easily occurs. As shown in Table 5, it was found that the deposition amount can be significantly increased by the inclusion of the powder and the electrostatic application. As the deposition amount increases, the coating film in the mold becomes thicker and heat transfer from the molten aluminum to the mold can be expected to be lowered. As a result, the temperature drop of the molten aluminum is reduced, and the molten aluminum flows downward, and it is expected that the molten aluminum flows into all the corners of the mold.

표 5에서 사용한 유성 윤활제 A에서는 고점도 유분이 많아, 장시간 접촉하는 중력 주조에서는 주조 제품 상에서 탄화하여, 착색 문제를 일으키기 쉽다. 이 문제를 해결하기 위해서, 고점도 유분이 적은 유성 윤활제 B(저유분)를 바탕으로 물, 가용화제, 및 분체를 혼합하였다. 그래서, 유성 윤활제 B에서도 분체의 함유 및 정전 도포로 부착량이 증가하여, 눌러붙음이 감소하는 것을 확인하는 시험을 실시하였다.In the case of the oily lubricant A used in Table 5, since there are many high viscous oil components, in the gravity casting which is in contact for a long time, carbonization occurs on the cast product, and coloring problems are likely to occur. To solve this problem, water, a solubilizing agent, and a powder were mixed based on an oil-based lubricant B (low oil content) having a high viscosity oil fraction. Thus, a test was also conducted to confirm that the amount of the powdered material and the amount of deposition by electrostatic application increase in the oil-based lubricant B, and the adhesion is decreased.

(D-5-1) 저유분 배합에서의 부착·마찰에 대한 분체 혼합·정전의 효과(D-5-1) Adhesion in Low-Oily Mixture, Powder Mixing for Friction, Effect of Power Outage

표 9에 나타내는 조성으로 윤활제를 조정하였다. 도포 조건은, 정전 도포건을 사용하고, 도포량 0.3 ㎤, 도포 거리 200 ㎜, 도포 에어압 0.05 ㎫/㎠로 하였다. 부착 시험은 (C-2)에 기재한 시험 방법, 마찰 시험은 (C-3)에 기재한 방법을 이용하였다.The lubricant was adjusted to the composition shown in Table 9. The coating conditions were an electrostatic coating gun, a coating amount of 0.3 cm 3, a coating distance of 200 mm, and a coating air pressure of 0.05 MPa / cm 2. For the adhesion test, the test method described in (C-2), and for the friction test, the method described in (C-3) was used.

Figure 112011028165907-pct00009
Figure 112011028165907-pct00009

단, 표 9에서는:In Table 9, however,

*1 유성 윤활제 B: 표 1과 동일한 것을 사용* 1 Oily lubricant B: Use the same one as shown in Table 1

*2 물, 가용화제, 분체 혼합물: 상기 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용* 2 Water, Solubilizer, Powder Mixture: Use the same composition as the above "(B) Sample composition"

표 9에 나타내는 바와 같이, 비교예 22(분체=0 질량%, 정전 인가 없음), 비교예 23(분체=0 질량%, 정전 인가) 모두 375℃에서 눌어붙고 있다. 또한, 비교예 24(분체=10 질량%, 정전 인가 없음)에서는 375℃에서 눌러붙음은 없으나, 400℃에서는 눌어붙고 있었다. 한편, 실시예 17(분체=10 질량%, 정전 인가)에서는 또한 425℃까지 눌어붙지 않았다. 따라서, 고점도 유분을 약간 줄인 유성 윤활제라도, 본 발명의 분체의 혼합 및 정전 도포의 효과는 보였다(표 1에 나타내는 바와 같이, 유성 윤활제 A의 유분은 11 질량%이고, 유성 윤활제 B의 유분은 3.5 질량%이고, 10 질량%의 분체의 함유 및 정전 인가의 조건에서, 각각 부착량은 49.9 ㎎ 대 46.5 ㎎으로 손색이 없음).As shown in Table 9, all of Comparative Example 22 (powder = 0% by mass, no electrostatic charge) and Comparative Example 23 (powder = 0% by mass, electrostatic charge) all stuck at 375 ° C. In Comparative Example 24 (powder = 10% by mass, no electrostatic charge was applied), there was no sticking at 375 ° C, but it was stuck at 400 ° C. On the other hand, in Example 17 (powder = 10% by mass, with electrostatic charge), no adherence was observed up to 425 占 폚. Therefore, even in the case of an oily lubricant which slightly reduces high viscosity oil, the effect of the mixing and electrostatic application of the powder of the present invention is shown (as shown in Table 1, the oily component of the oily lubricant A is 11 mass% and the oily component of the oily lubricant B is 3.5 Mass%, and the deposition amount is 49.9 mg to 46.5 mg, respectively, under the conditions of the powder content of 10 mass% and the electrostatic charge application condition).

(D-5-2) 열전달에 대한 분체의 영향(D-5-2) Effect of Powder on Heat Transfer

전술한 바와 같이, 본 발명에 의해 금형에 대한 윤활제의 부착량은 증가한다. 그래서 도포막의 열전달률을 (C-5)에 기재한 방법으로 계측하였다. 도포막 두께는 도포 횟수를 1회, 6회, 12회로 변경하여 조정하였다. 열전달률 측정에 더하여, 두께 측정용 시료도 동일한 작업으로 작성하였다. 열전달률은 동일한 시료를 3회 계측한 평균값이며, 그 평균값을 표 10에 정리하였다. 또한, 막 두께는 접촉형·막 두께 측정기로 측정하였다. 단, 사전에 비접촉형·막 두께 측정기를 이용하여, 접촉형·막 두께 측정기의 측정값을 교정하고 있고, 그 교정한 값을 표 10에 기재하였다. 표 10의 실시예 18 및 비교예 25의 각 시료는, 물과 가용화제를 일정(물 0.4 질량%, 가용화제 1.6 질량%)하게 하고, 표 10에 나타내는 조성에 의해, 조정하였다.As described above, the amount of the lubricant adhered to the mold increases according to the present invention. Thus, the heat transfer coefficient of the coated film was measured by the method described in (C-5). The coating film thickness was adjusted by changing the number of application times once, six times, and twelve times. In addition to the heat transfer rate measurement, samples for thickness measurement were also prepared by the same operation. The heat transfer rate is the average value measured three times for the same sample, and the average value is summarized in Table 10. The film thickness was measured with a contact type / film thickness meter. However, the measured values of the contact type and film thickness measuring device were calibrated in advance using a non-contact type film thickness measuring device, and the calibrated values are shown in Table 10. Each sample of Example 18 and Comparative Example 25 in Table 10 was adjusted by the composition shown in Table 10 so that the water and the solubilizing agent were constant (0.4 mass% of water, 1.6 mass% of solubilizing agent).

Figure 112011028165907-pct00010
Figure 112011028165907-pct00010

단, 표 10에서는:However, in Table 10:

*1 유성 윤활제 B: 표 1과 동일한 것을 사용* 1 Oily lubricant B: Use the same one as shown in Table 1

*2 물, 가용화제, 분체 혼합물: 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용* 2 Water, solubilizer, powder mixture: Use the same composition as "(B) Sample composition"

*3 윤활제를 사용하지 않고, 열전달률을 측정* 3 Measurement of heat transfer rate without using lubricant

표 10의 비교예 25(분체 미함유)에 비하여 실시예 18(분체 함유)의 도포막은 두꺼웠다(1회 도포). 또한, 분체가 있는 실시예 18의 도포 횟수를 늘리면 18.2 ㎛(1회 도포), 103 ㎛(6회 도포), 216 ㎛(12회 도포)로 도포 횟수에 비례하여 도포막이 두꺼워졌다. 덧붙여, 막의 열전달률은 막의 두께에 대응하여 비교예 25의 열전달률 0.773 W/cmK(7 ㎛의 막 두께)로부터 0.295 W/cmK(216 ㎛의 막 두께)로 저하하고 있었다. 도포막을 두껍게 함으로써, 알루미늄 용탕으로부터 금형으로의 전열이 저하되는 것이 명백해졌다. 그 결과, 금형에 들어간 알루미늄 용탕의 온도 저하는 저감되고, 용탕의 온도가 높게 유지되어 알루미늄 용탕의 점도가 증가하지 않아, 탕 흐름 거리가 길어질 것으로 기대할 수 있다. The coating film of Example 18 (containing powder) was thicker than that of Comparative Example 25 (not containing powder) in Table 10 (one application). Further, when the number of times of application of the powder of Example 18 was increased, the coating film became thicker in proportion to the number of times of application by 18.2 占 퐉 (once coating), 103 占 퐉 (6 times coating) and 216 占 퐉 (12 times coating). In addition, the heat transfer coefficient of the film decreased from 0.773 W / cmK (film thickness of 7 mu m) to 0.295 W / cmK (film thickness of 216 mu m) in Comparative Example 25 corresponding to the film thickness. It has become apparent that the heat transfer from the molten aluminum to the mold is lowered by thickening the coating film. As a result, the temperature drop of the molten aluminum contained in the mold is reduced, the temperature of the molten metal is kept high, the viscosity of the molten aluminum is not increased, and the molten metal flow distance is expected to be long.

(D-5-3) 분체의 탕 흐름 거리에 대한 영향(D-5-3) Influence of Powder on Bath Flow Distance

전술한 바와 같이 열전달률의 저감에 의해 알루미늄 용탕의 탕 흐름 거리가 길어지는 것을 기대할 수 있다. 도 5의 탕 흐름성 시험기를 사용하여, (C-6)에 기재한 시험 방법으로 이것을 확인하였다. 시료의 조성·도포 조건과 시험 결과를 표 11에 나타낸다.As described above, it is possible to expect that the molten metal flow distance of the molten aluminum becomes longer due to the reduction of the heat transfer coefficient. This was confirmed by the test method described in (C-6) using the flow tester of FIG. 5. Table 11 shows the composition, coating conditions and test results of the samples.

Figure 112011028165907-pct00011
Figure 112011028165907-pct00011

단, 표 11에 있어서:However, in Table 11,

*1 유성 윤활제 B: 표 1과 동일한 것을 사용* 1 Oily lubricant B: Use the same one as shown in Table 1

*2 비정전형 스프레이 건은, 표 5와 동일한 것을 사용* 2 Non-cyclic spray gun use the same one as shown in Table 5

*3 분산제, 분체 혼합물, 물 및 가용화제는, 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용* 3 The dispersant, the powder mixture, the water and the solubilizing agent are the same as those used in "(B) sample composition"

표 11의 비교예 26은 분체를 함유하지 않고, 정전 인가를 하지 않는 조건에서, 비교예 27, 28 및 29는, 분체를 함유하고, 정전 인가하지 않는 조건에서 시험되었다. 또한, 실시예 19는 분체를 함유하고, 정전 인가를 행하는 조건에서 시험되었다. 비교예 26, 27, 28, 29를 비교하면, 분체의 혼합량을 0 질량%~20 질량%로 늘리면, 도포막 두께는 각각 10 ㎛, 40 ㎛, 71 ㎛, 138 ㎛로 증가하고 있었다. 한편, 탕 흐름 거리는 각각 5 ㎝, 28 ㎝, 37 ㎝, 50 ㎝로 길어지고 있었다.Comparative Example 26 in Table 11 was tested under the conditions that no powder was contained and no electrostatic charge was applied, and Comparative Examples 27, 28, and 29 contained powder and were not electrostatically charged. In addition, Example 19 contained the powder and was tested under the condition of electrostatic application. Compared with Comparative Examples 26, 27, 28 and 29, when the mixing amount of the powder was increased from 0 mass% to 20 mass%, the coating film thickness increased to 10, 40, 71, and 138 占 퐉, respectively. On the other hand, the water flow distances were increased to 5 ㎝, 28 ㎝, 37 ㎝, and 50 ㎝, respectively.

수용성 도형제의 실제 기기에서의 현재의 상황에서는, 초기 막 두께는 100 ㎛~150 ㎛이다. 이 수용성 도형제를 사용한 실험실 시험기에서의 탕 흐름성은 약 35 ㎝이다. 이러한 점을 감안하면, 분체 함유 유성 윤활제를 정전 도포하지 않는 비교예 28(탕 흐름성 37 ㎝)이면 충분하다. 비교예 29의 경우, 20 질량%라고 하는 고농도의 분체량이기 때문에, 10 질량%이며 정전 인가를 행하는 조건에서 탕 흐름을 평가하였다. 비교예 28의 100 ㎤ 도포와 비교하여, 동일한 도포량의 실시예 19에서는 막 두께가 71 ㎛에서 111 ㎛로 증가하고, 탕 흐름 거리도 37 ㎝에서 50 ㎝로 증가하였다(시험기의 최대 길이가 50 ㎝이고, 그 이상은 계측할 수 없음. 비교예 29 및 실시예 19는 「50 ㎝ 이상」이라고 말할 수 있으나, 너무 좋아 측정 불가능).In the current situation of water-soluble graphite in actual equipment, the initial film thickness is 100 탆 to 150 탆. The water flowability in the laboratory tester using this water-soluble molding agent is about 35 cm. Taking this into consideration, it is sufficient that Comparative Example 28 in which the powdery oil-based lubricant is not electrostatically coated (37 cm in hot flow). In the case of Comparative Example 29, since the powder content was a high concentration of 20% by mass, the flow rate was evaluated under the condition of applying the electrostatic charge at 10% by mass. In Example 19 with the same application amount, the film thickness increased from 71 탆 to 111 탆 and the water flow distance increased from 37 cm to 50 cm as compared with the 100 cm 3 coating of Comparative Example 28 (maximum length of the tester was 50 cm Comparative Example 29 and Example 19 can be said to be " 50 cm or more ", but measurements are too good to be measurable).

명백히, 분체를 함유하고, 정전 도포를 행한 경우, 탕 흐름성이 향상되었다고 말할 수 있다. 도포막 두께로부터 추정하여, 실시예 19의 경우, 도포량을 50 ㎤~60 ㎤로 하면, 종래 기술의 수용성 도형제의 35 ㎝ 정도의 탕 흐름성은 확보할 수 있을 것이다. 정전 도포에 의해, 도포량을 약 절반으로 할 수 있다는 장점이 있다. 그 결과, 과잉의 도포막의 두께를 억제함으로써, 용탕이 흐른 후의 냉각성이 좋아져 1개의 제품에 걸리는 사이클 타임의 단축을 기대할 수 있다. 즉, 우수한 작업 효율의 장점도 있다. 수용성 도형제의 경우, 물을 비산시키기 때문에, 거의 하루 종일, 금형의 건조에 소비한다. 한편, 분체 함유 유성 윤활제를 사용하고, 정전 도포한 경우, 건조 시간은 수초이며, 작업 효율이 대폭적으로 신장된다. Obviously, when the powder is contained and electrostatic application is performed, it can be said that the flowability of the water is improved. Estimation based on the coating film thickness, and in the case of Example 19, when the application amount is 50 cm 3 to 60 cm 3, the water flowability of about 35 cm of the water-soluble patterning agent of the prior art can be ensured. There is an advantage that the application amount can be made about half by electrostatic application. As a result, by suppressing the thickness of the excessive coating film, the cooling ability after the molten metal flows can be improved, and the cycle time required for one product can be shortened. That is, there is an advantage of excellent working efficiency. In the case of a water-soluble patterning agent, since water is scattered, it is consumed for drying the mold almost all day. On the other hand, in the case of using a powder-containing oily lubricant and electrostatic application, the drying time is several seconds, and the working efficiency is remarkably extended.

(D-5-4) 중력 주조 실제 기기 상당의 성형 평가기에서의 실용 평가(D-5-4) Practical evaluation of gravity casting equivalent to actual equipment

위에 서술한 바와 같이, 분체 함유 유성 윤활제를 정전 도포하면, 부착된 도포막의 열전달률은 저하되어, 탕 흐름 거리가 길어졌다. 이 실험실 시험 결과를, 실제 장치에 가까운, 도 9의 성형성 평가 시험기(금형 중량 약 500 ㎏으로 대형 시험기)를 사용하여, (C-8)에 설명하는 방법으로 평가하였다. 또한, 용탕 온도는 680℃, 금형 온도는 200℃~250℃였다. 시료의 조성·도포 조건과 시험 결과를 표 12에 정리한다.As described above, when electrostatic application of the powder-containing oily lubricant is carried out, the heat transfer rate of the applied coating film is lowered, and the flow distance of the bath becomes longer. This laboratory test result was evaluated by the method described in (C-8), using a moldability evaluation tester (large-sized tester at a mold weight of about 500 kg) of FIG. 9 close to the actual apparatus. The molten metal temperature was 680 占 폚 and the mold temperature was 200 占 폚 to 250 占 폚. The composition, coating conditions and test results of the samples are summarized in Table 12.

Figure 112011028165907-pct00012
Figure 112011028165907-pct00012

단, 표 12에 있어서,However, in Table 12,

*1 유성 윤활제 B(표 1과 동일한 것을 사용)에 물 0.4 질량%, 가용화제 1.6 질량% 및 분체 혼합물을 혼합하고, 분체 혼합물과 합계하여 100 질량%가 되도록 조정. 물, 가용화제, 분체 혼합물은, 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용* 1 0.4% by mass of water, 1.6% by mass of a solubilizing agent and a powder mixture are mixed with an oil-based lubricant B (the same as in Table 1), and adjusted to 100% by mass in total with the powder mixture. The water, the solubilizing agent, and the powder mixture are the same as those used in "(B) sample composition"

*2 통상 노즐: 표 5와 동일한 것을 사용 * 2 Normal nozzle: Use the same one as shown in Table 5

비교예 30(분체 미함유, 정전 인가 없음)의 평점은, 3/18(18개 중 3개밖에 용탕이 유입되지 않음)이었다. 비교예 31(분체 함유, 정전 인가 없음)의 경우, 평점은 8/18로 아직도 나쁘다. 분체를 증량하고, 도포량을 늘린 비교예 32(정전 인가 없음)의 경우, 17/18로 상당히 좋아졌다. 한편, 실시예 20(분체 함유 유성 윤활제를 사용, 정전 도포)의 경우, 18/18의 평점이며, 양호한 성능을 확인할 수 있었다. 또한, 주조 제품의 표면은 분체를 함유하는 경우가 깨끗하였다. 분체를 함유하기 때문에 도포막과 주조 제품 사이에 공극이 생기고, 도포막 중의 유분으로부터 생성된 가스가 이 공극으로부터 빠져나간 것에 의한 기공 생성의 저하가 주조 제품의 표면에 나타났다고 생각된다.The rating of Comparative Example 30 (no powder, no static charge) was 3/18 (only three out of 18 were molten). In the case of Comparative Example 31 (containing powder, no electrostatic charge), the rating is still 8/18, which is still bad. In the case of Comparative Example 32 (without electrostatic charge) in which the powder was increased and the application amount was increased, it was significantly improved to 17/18. On the other hand, in Example 20 (using an oil-based lubricant containing a powder and electrostatic application), the evaluation was 18/18, and good performance was confirmed. In addition, the surface of the cast product was clean when containing powder. It is considered that voids are formed between the coating film and the cast product due to the inclusion of the powder and that the generation of pores caused by the escape of gas generated from the oil in the coating film from the voids appears on the surface of the cast product.

덧붙여, 실험실 시험에서 보여진 「정전의 랩어라운드 현상」을 실제 기기 상당의 성형 평가기로 조사하였다. 비교예 33의 정전 인가를 하지 않는 경우에 평행 도포하면, 평점은 7/18로 낮았다. 한편, 정전 인가한 실시예 21의 경우, 평점은 11/18로 향상되었다. 정전의 랩어라운드 현상을 대형 시험기에서도 확인할 수 있었다.In addition, the "wraparound phenomenon of static electricity" shown in the laboratory test was investigated as a molding evaluation device corresponding to the actual equipment. In the case of Comparative Example 33 in which no electrostatic charge was applied, when it was applied in parallel, the rating was as low as 7/18. On the other hand, in the case of Example 21 in which electrostatic charge was applied, the rating was improved to 11/18. The wrap-around phenomenon of electrostatic discharge was confirmed in a large-scale testing machine.

(D-6) 단조(D-6) Forging

(D-6-1) 링 압축 시험(D-6-1) Ring compression test

(C-3)에 기재한 마찰 시험기의 면압은 0.023 ㎫이고, 이 조건하에서의 분체 함유 유성 윤활제의 우위성을 확인할 수 있었다. 그러나, 이 우위성을, 10000배~100000배의 고하중 조건하에서 가공하고 있는 단조의 막 강도에 적용하는 것은 어렵다. 그래서, 고하중하에서 평가하기 위해서, 도 14에 도시하는 링 압축 시험기(1290 ㎫, 마찰 시험기의 약 60000배의 면압)를 사용하여 마찰 계수를 평가하였다. 시험 방법은 (C-10)에 기재된 방법을 이용한다. 시험 조건은, 압축률 60±2%, 링 내경은 30 ㎜, 펀치 온도는 175±20℃, 워크 온도는 450℃, 도포량은 1.32 ㎖(20 ㎤/min이며 0.33 ㎤/sec×2 sec, 상하 2부위에 도포)였다. 표 13에 시료의 조성, 도포 조건, 마찰 계수를 3회 측정한 평균값을 나타낸다.The surface pressure of the friction tester described in (C-3) was 0.023 MPa, and superiority of the powdery lubricant was confirmed under these conditions. However, it is difficult to apply this superiority to the film strength of the forging which is processed under high load conditions of 10000 to 100000 times. Therefore, in order to evaluate under a high load, the friction coefficient was evaluated using the ring compression tester (1290 MPa, surface pressure of about 60,000 times of the friction tester) shown in Fig. As the test method, the method described in (C-10) is used. The test conditions were as follows: compressibility of 60 ± 2%, ring inner diameter of 30 mm, punch temperature of 175 ± 20 ℃, work temperature of 450 ℃, application amount of 1.32 ㎖ (20 cm3 / min, 0.33 cm3 / sec × 2 sec, Lt; / RTI > Table 13 shows the average value of the sample composition, coating conditions, and friction coefficient measured three times.

Figure 112011028165907-pct00013
Figure 112011028165907-pct00013

단, 표 13에 있어서However, in Table 13

*1 유성 윤활제 C(표 1과 동일함)에 물 0.8 질량%, 가용화제 3.2 질량% 및 분체 혼합물을 혼합하고, 합계를 100 질량%가 되도록 조정하였다. 물, 가용화제, 분체 혼합물은, 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용 * 1 Oil-based lubricant C (same as in Table 1) was mixed with 0.8 mass% of water, 3.2 mass% of solubilizing agent and a powder mixture, and the total amount was adjusted to 100 mass%. The water, the solubilizing agent, and the powder mixture are the same as those used in "(B) sample composition"

비교예 34는, 윤활제를 사용하지 않는 경우이며, 마찰 계수가 0.58로 높다. 한편, 비교예 35 및 실시예 22는 분체 함유 유성 윤활제를 도포한 경우이다. 정전 도포를 행하고 있지 않은 비교예 35의 마찰 계수는 0.327인 데 비하여, 정전 도포를 행한 실시예 22의 마찰 계수는 0.290이다. 명백히, 정전 인가에 의한 마찰력의 저감 효과가 보였다. 고하중 조건하에서도 본 발명의 우위성을 확인할 수 있었다.Comparative Example 34 is a case where no lubricant is used, and the coefficient of friction is as high as 0.58. On the other hand, Comparative Examples 35 and 22 are cases in which a powdery, oil-based lubricant is applied. The friction coefficient of Comparative Example 35 in which electrostatic application is not performed is 0.327, whereas the friction coefficient in Example 22 in which electrostatic application is performed is 0.290. Obviously, the effect of reducing the frictional force due to the electrostatic attraction was shown. The superiority of the present invention was confirmed even under a high load condition.

(6-2) 단조 실제 기기 평가(6-2) Evaluation of forged actual equipment

전술한 바와 같이 고하중하에서의 실험실 시험(링 시험)으로, 본 발명의 효과를 확인할 수 있었기 때문에, 도 15에 도시하는 단조의 실제 기기에서의 효과도 조사하였다. 평가 조건은, 압착 굽힘 성형 시의 최대 미끄럼 거리는 50 ㎜, 금형 온도는 250℃, 하중 목표값은 2500 KN, 워크 온도는 470℃~490℃, 소재는 A6061 합금이었다. 단, 하중 목표값은 2500 KN이기는 하지만, 실측값은 2670 KN이었다. 도포 조건은, 0.5 ㎤/초의 분사량, 3초의 도포 시간이고, 상측 금형 및 하측 금형에 도포했기 때문에 합계 6 ㎤의 도포량이었다. 표 14에 시료의 조성, 도포 조건, 측정한 제품의 변형률을 나타낸다.Since the effect of the present invention can be confirmed by a laboratory test (ring test) under a high load as described above, the effect on the actual apparatus for forging shown in Fig. 15 was also examined. The evaluation conditions were a maximum sliding distance of 50 mm at the time of compression bending, a mold temperature of 250 ° C, a load target value of 2500 KN, a work temperature of 470 ° C to 490 ° C, and a material of A6061 alloy. However, the target load value was 2500 KN, but the measured value was 2670 KN. The coating conditions were an injection amount of 0.5 cm 3 / second and a coating time of 3 seconds, and the coating amount was 6 cm 3 in total because the coating was applied to the upper mold and the lower mold. Table 14 shows the composition of the sample, the application conditions, and the strain of the measured product.

Figure 112011028165907-pct00014
Figure 112011028165907-pct00014

단, 표 14에 있어서However, in Table 14

*1 비교예 37과 실시예 23: 표 13의 비교예 35 및 실시예 22와 동일한 조성. 유성 윤활제 C(표 1과 동일함)에 물 0.8 질량%, 가용화제 3.2 질량% 및 분체 혼합물을 혼합하고, 합계를 100 질량%가 되도록 조정하였다. 물, 가용화제, 분체 혼합물은, 「(B) 시료의 조성」과 동일한 것을 사용* 1 Comparative Example 37 and Example 23: The same composition as in Comparative Example 35 and Example 22 in Table 13. 0.8% by mass of water, 3.2% by mass of a solubilizing agent and a powder mixture were mixed with the oil lubricant C (same as in Table 1), and the total amount was adjusted to 100% by mass. The water, the solubilizing agent, and the powder mixture are the same as those used in "(B) sample composition"

*2 비교예 36은 수용성 윤활제: WF: 화이트 루브(다이헤이 가가쿠 산교 가부시키가이샤 제조의 상품명, 물유리계)를 10배의 물에 희석한 액* 2 Comparative Example 36 was prepared by diluting a water-soluble lubricant: WF: white lube (trade name, manufactured by Daihei Kagaku Kogyo K.K., water glass system) in 10 times of water

비교예 37(분체 함유 유성 윤활제·정전 인가 없음)의 변형률은 70.9%이고, 실시예 23(분체 함유 유성 윤활제·정전 인가)의 변형률은 72.4%였다. 정전 도포의 효과가 보여지고, 링 압축 시험기로부터의 예측과 일치하였다. The strain of Comparative Example 37 (powder-containing oil-based lubricant without electrostatic charge) was 70.9%, and the strain of Example 23 (powder-containing oil-based lubricant, electrostatic force) was 72.4%. The effect of electrostatic application was shown and agreed with the prediction from ring compression tester.

그러나, 비교예 36(시판의 수용성 윤활제)의 변형률은 72.7%로, 실시예 23과 동등하며, 변형률의 관점에서는, 본 발명에 메리트는 보이지 않으나, 작업 공정상의 메리트를 기대할 수 있다. 표 4에 나타내는 바와 같이, 주조용의 수용성 이형제의 LF 온도는 약 240℃이며, 물의 함유량이 거의 동일한 비교예 36의 단조용의 수용성 윤활제도 240℃로 추정된다. 한편, 유성 윤활제의 LF 온도는 510℃이다. 즉, 단조용의 수용성 윤활제의 경우, 현장에서는 부착량을 확보하기 위해서, 금형 온도를 약 180℃로 하고 있다. 금형 온도를 높이면 윤활제의 부착량이 저하되어, 도포막이 얇아진다. 유성 윤활제의 경우에는 금형 온도를 100℃ 이상 높여도 부착량은 저하되지 않기 때문에 도포막은 얇아지지 않는다. 따라서, 워크로부터 빼앗는 열량을 저감시킬 수 있다. 보다 고온에서 열간 단조를 할 수 있으면, 변형률은 보다 높아진다는 경험치가 있다. 또한, 다단 공정이며, 또한, 단조용의 수용성 윤활제일 때, 이 온도 저하를 보충하기 위해서, 워크 재승온 공정이 있다. 금형 온도를 약 250℃에서 350℃로 100℃ 높이면, 워크 재승온 공정이 불필요해져, 생산 공정의 시간적 단축이나 투자 삭감이 가능해진다. 또한, 도포량이 1/10로 적은 유성 윤활제에서는, 냉각도 거의 일어나지 않게 되어, 재승온 공정의 생략이 확실한 것이 된다. 또한, 금형 온도를 높임으로써, 워크가 유연해져 성형 하중을 삭감할 수 있다. 따라서, 본 발명은 작업 공정의 면에서 메리트가 있다.However, the strain of Comparative Example 36 (commercially available water-soluble lubricant) was 72.7%, which is equivalent to that of Example 23. From the viewpoint of the strain, the merits of the working process can be expected. As shown in Table 4, the LF temperature of the casting water-soluble releasing agent is about 240 ° C, and the water-soluble lubricant for forging of Comparative Example 36 having almost the same water content is also estimated at 240 ° C. On the other hand, the LF temperature of the oily lubricant is 510 ° C. That is, in the case of the water-soluble lubricant for forging, the mold temperature is set at about 180 ° C. in order to secure the adhesion amount in the field. When the mold temperature is raised, the adhesion amount of the lubricant drops, and the coating film becomes thinner. In the case of the oily lubricant, the coating amount does not decrease even if the mold temperature is raised by 100 DEG C or more, so that the coating film is not thinned. Therefore, the amount of heat taken away from the work can be reduced. If the hot forging can be performed at a higher temperature, there is an experience that the strain becomes higher. In addition, in the case of a water-soluble lubricant for forging, which is a multi-step process, there is a work re-warming-up step in order to compensate for the decrease in temperature. If the mold temperature is raised from about 250 占 폚 to 350 占 폚 by 100 占 폚, the work re-warming-up step becomes unnecessary, and the production process can be shortened and the investment can be reduced. Further, in the case of the oily lubricant having a coating amount of less than 1/10, the cooling is hardly caused, and the re-win-on process is surely omitted. In addition, by increasing the mold temperature, the work becomes flexible and the molding load can be reduced. Therefore, the present invention is advantageous in terms of the working process.

(D-7) 측정 결과의 정리(D-7) Summary of measurement results

전술한 시험 결과로부터, 다음과 같은 것이 명백해졌다.From the above-described test results, the following has become clear.

1) 정전 도포를 가능하게 하는 배합1) Combination to enable electrostatic application

「물 0 질량%~7.5 질량%와 가용화제 0.3 질량%~30 질량%」를 혼합하여 분체 함유 유성 윤활제로 함으로써 정전 도포가 가능해졌다. 전기 저항값에 대해서는, 분체를 함유함으로써 전기 저항이 무한대의 방향으로 작용하고, 물을 혼합함으로써, 전기 저항이 낮아지는 방향으로 작용한다. 또한 가용화제는 물을 유성 윤활제에 녹이는 역할을 수행하고 있다. 후술하는 바와 같이, 1.5 V로 인가한 경우의 전기 저항값이 높아도, 실제 기기에서 60 KV의 고압으로 인가하면, 부착량은 증가하였다. 유성 윤활제 중의 극성이 있는 윤활 첨가제가 존재함으로써, 정전 도포가 가능해진 것으로 추측된다.By mixing "0 mass% to 7.5 mass% of water and 0.3 mass% to 30 mass% of a solubilizing agent" to prepare a powder-containing oily lubricant, electrostatic application became possible. With respect to the electric resistance value, the electric resistance acts in the infinite direction by containing the powder, and when the water is mixed, the electric resistance acts in a direction to lower the electric resistance. The solubilizer also serves to dissolve water in oily lubricants. As will be described later, even when the electric resistance value when applied at 1.5 V is high, when the applied voltage is 60 KV in an actual device, the adhesion amount increases. It is presumed that the presence of the polar lubricant additive in the oil lubricant enables electrostatic application.

2) 분체의 혼합에 의한 부착에 대한 영향2) Influence on adhesion by powder mixing

분체 0 질량%의 LF 온도가 440℃, 분체 5 질량%를 혼합함으로써 510℃가 되었다. 분체를 혼합함으로써, 유성 윤활제의 LF 온도는 상승하였다. 분체의 돌기 부분으로부터 조금씩 윤활 성분이 비등함으로써 천천히 비등하여, 돌비를 억제하고 있는 것이며, 화학 실험에서의 제올라이트에 의한 돌비 방지와 동일한 효과이다. 그러나, 그 효과는 분체 5 질량%까지이며, 그 이상 분체를 혼합해도 효과가 발생하지 않는 경향이 있다.The LF temperature of 0% by mass of the powder was 510 ° C by mixing 440 ° C and 5% by mass of the powder. By mixing the powders, the LF temperature of the oily lubricant was increased. It slowly boils from the protruding portion of the powder by boiling the lubricating component little by little, thereby suppressing the dolbid. This is the same effect as the prevention of the dolbid caused by the zeolite in the chemical experiment. However, the effect is up to 5% by mass of the powder, and even if the powder is mixed, the effect tends not to occur.

정전 인가를 하지 않는 조건하에서, 분체의 혼합만으로 부착량이 증가하였다. 분체를 함유하지 않는 유성 윤활제에 분체 3 질량%를 혼합하면 부착 시험기에서의 부착량이 20.4 ㎎에서 31.3 ㎎으로 증가하였다. 이것은, LF 온도의 60℃ 상승에 의해, 수직의 금형면 상에서 돌비가 억제된 결과이다. 즉, 금형면에 대한 유성 윤활제의 젖음성이 향상되어, 금형면으로부터 튀는 유성 윤활제의 미스트가 감소하여, 부착이 증가했다고 추측된다.Under the condition that no electrostatic charge was applied, the deposition amount was increased only by mixing the powder. When 3 mass% of powders were mixed with an oil - based lubricant, the adhesion amount in the adhesion tester increased from 20.4 ㎎ to 31.3 ㎎. This is a result of the fact that the Dolby ratio is suppressed on the vertical mold surface by the rise of the LF temperature by 60 占 폚. That is, it is presumed that the wettability of the oil-based lubricant to the mold surface is improved, and the mist of the oil-based lubricant splashing from the mold surface is reduced and the adhesion is increased.

정전 인가를 가함으로써, 부착량은 더 증가하였다. 3 질량% 및 10 질량%의 분체 혼합에서, 각각 34.7 ㎎ 및 49.9 ㎎의 부착이었다. 시장의 90%를 차지하는 수용성 이형제 2.5 ㎎이나 분체를 이용하지 않고, 정전 도포를 행하지 않는 유성 윤활제의 5 ㎎과 비교하여, 훨씬 높은 부착이다. 제1 발명의 조성에 따른 실증 데이터라고 말할 수 있다.By applying the electrostatic charge, the adhesion amount was further increased. And 34.7 mg and 49.9 mg respectively in powder mixtures of 3% by mass and 10% by mass. It is much higher adhesion than 2.5 mg of water-soluble mold release agent which accounts for 90% of the market, compared with 5 mg of oily lubricant which does not use powder and is not electrostatically coated. It can be said that it is the empirical data according to the composition of the first invention.

정전 도포건 자체의 부착 향상 효과도 관찰되었다. 분체를 함유하지 않고, 정전 인가를 하지 않는 조건에서, 「통상의 건」의 유성 윤활제의 부착량은 5.0 ㎎ 인 데 비하여, 「정전 도포건」은 20.4 ㎎이었다. 정전 도포건 자체가 고안되어, 매우 부착 효율이 좋으며, 제3 발명인 장치에 따른 효과의 일부를 이루고 있다.The adhesion improvement effect of the electrostatic application gun itself was also observed. Under the condition that no powder was contained and no electrostatic charge was applied, the deposition amount of the oil-based lubricant in the " normal gun " was 5.0 mg, whereas the " electrostatic coating gun " The electrostatic coating gun itself is devised, and the adhesion efficiency is very high, and it forms a part of the effect according to the apparatus of the third invention.

덧붙여, 제1 발명의 유성 윤활제의 조성에 관하여, 반드시 용제를 혼합할 필요가 없는 것이 명백해졌다. 정전 도포를 행하지 않는 조건에서는, 금형에 부착된 유막에 속건성을 부여하여, 신속하게 건조막을 금형 상에 형성할 필요가 있다. 즉, 용제와 혼합함으로써 부착 효율을 높이고 있다. 그러나, 부착 효율을 정전 도포로 보충할 수 있기 때문에, 속건성은 반드시 필요하지는 않으며, 용제를 혼합하지 않아도 되는 경우가 있다. 사실, 용제를 점도가 높은 정제 기유 및 합성 기유로 치환해도 용제와 동등한 정전 부착을 나타내었다. 제4 석유류(소방법에서 인화점 200℃ 이상)의 윤활유 기유(광유)라도 본 발명에 사용할 수 있다.In addition, with respect to the composition of the oily lubricant of the first invention, it has become clear that it is not necessary to mix the solvent. Under the condition that the electrostatic application is not performed, it is necessary to impart quick drying property to the oil film adhered to the metal mold, and to form a dry film on the metal mold quickly. That is, mixing efficiency with the solvent is increased. However, since the adhesion efficiency can be supplemented by the electrostatic application, the quick drying property is not necessarily required, and the solvent may not be mixed. In fact, replacing solvents with highly viscous refined base oils and synthetic base oils exhibited electrostatic adhesion equivalent to that of solvents. A lubricant base oil (mineral oil) of the fourth petroleum (the flash point of 200 ° C or higher) may be used in the present invention.

3) 분체의 함유에 의한 마찰에 대한 영향3) Influence on the friction by the inclusion of powder

유성 윤활제에 분체가 함유됨으로써, 금형의 눌러붙음은 감소하였다. 정전 인가를 행하는 조건하에서 350℃에서의 마찰력은, 분체를 함유하지 않는 경우의 156.8 N(눌어붙기 직전), 1 질량% 분체 혼합에서 78.4 N으로 저하되었다. 또한, 분체를 3 질량% 함유시킴으로써, 425℃에서도 눌어붙지 않았다. 수용성 이형제를 이용한 경우의 약 250℃, 분체를 함유하지 않는 유성 윤활제의 350℃에 비하여, 본 발명은 훨씬 고온까지 눌러붙음을 발생시키지 않아, 적용 범위가 넓다. 시장의 고압 고속 주조기의 사용 온도 범위의 거의 100%를 커버할 수 있다.The inclusion of the powder in the lubricating grease reduced the pressing of the mold. The frictional force at 350 占 폚 under the condition of performing the electrostatic application was lowered to 156.4 N at 156.8 N (immediately before the adhesion) when the powder was not contained and 78.4 N at 1% by mass powder mixture. Further, by containing 3 mass% of the powder, the powder did not adhere at 425 占 폚. Compared to about 250 ° C in the case of using a water-soluble release agent and 350 ° C in the case of an oily lubricant containing no powder, the present invention does not cause sticking to much higher temperatures, and its application range is wide. It can cover almost 100% of the operating temperature range of the high-pressure high-speed casting machine on the market.

그러나, 정전 도포에 의한 효과만을 보면, 분체를 함유한 경우의 직각 분사의 경우에는 효과가 거의 보이지 않았다. 이미 분체를 함유시킴으로써 충분히 내(耐)눌러붙음성이 향상되어, 정전 도포에 의한 효과는 보이지 않았던 것으로 추측된다. 그래서, 평행 분사에 의한 정전의 「랩어라운드 효과」를 조사한 결과, 현저한 정전 효과가 보여졌다. 분체 3 질량%의 유성 윤활제를 시험편에 평행 분사한 경우, 정전 도포를 행하지 않는 경우에서는 350℃에서 눌어붙고, 정전 도포를 행한 경우에서는 68.6 N의 마찰력이었다. 그때의 250℃의 부착량은 정전 도포를 행하지 않는 경우에서 0.1 ㎎인 데 비하여, 정전 도포를 행한 경우, 4.5 ㎎으로 증가하였다. 이 시험기에서의 효과는, 실제 기기에 가까운 성형성 평가기에서도 확인할 수 있었다. 제1 발명의 조성과 제2 발명의 도포 방법의 유효성을 확인할 수 있었다.However, only the effect by the electrostatic application showed little effect in the case of the right angle injection in the case of containing the powder. It is presumed that the effect of the electrostatic coating was not observed due to the fact that by adding the powder, Therefore, the "wraparound effect" of the blackout by the parallel jet was examined, and a remarkable blackout effect was observed. In the case where the oil lubricant of 3 mass% of the powder was sprayed parallel to the test piece, the friction force was 68.6 N when the electrostatic application was not performed, and when the electrostatic application was carried out at 350 deg. The deposition amount at that time of 250 DEG C was increased to 4.5 mg in the case of electrostatic application, compared with 0.1 mg in the case of no electrostatic application. The effect on this tester was confirmed by the moldability evaluator close to the actual equipment. The effectiveness of the composition of the first invention and the application method of the second invention was confirmed.

4) 분체 혼합에 의한 단열성에 대한 영향4) Influence on insulation by powder mixing

도포막의 열전달률이 현저히 저하되었다. 도포막이 없는 경우의 0.773 W/cmK에 대하여, 도포막 216 ㎛에서 0.285 W/cmK였다. 고압 주조에서는 수 ㎛, 단조에서도 수 ㎛ 내지 십수 ㎛의 막 두께여서, 대폭적인 전열 계수의 저감은 기대할 수 없으나, 중력·저압 주조에서는 100 ㎛~150 ㎛ 정도의 막을 형성시키기 때문에, 이 열전달률 저하는 효과적이다.The heat transfer coefficient of the coating film was remarkably lowered. The coating film had a thickness of 216 탆 and a thickness of 0.285 W / cmK for 0.773 W / cmK in the case of no coating film. It is impossible to expect a significant decrease in heat transfer coefficient due to the thickness of several micrometers in high pressure casting and several micrometers to ten micrometers in thickness even forging. However, in the gravity and low pressure casting, a film having a thickness of about 100 占 퐉 to 150 占 퐉 is formed, Is effective.

중력·저압 주조를 위한 탕 흐름성 시험에서, 열전달률의 저하에 기인하여, 탕 흐름 거리가 현저히 늘어났다. 정전 인가가 없고, 또한 도포막 10 ㎛일 때에 5 ㎝였던 탕 흐름이, 도포막 71 ㎛일 때에는 37 ㎝였다. 이 경우에서도 정전 도포의 효과는 보여지며, 동일한 도포 조건에서 정전 도포를 하지 않는 경우에는, 도포막 71 ㎛일 때에 37 ㎝였던 탕 흐름이, 정전 도포를 행한 경우에는, 도포막 111 ㎛일 때에 50 ㎝ 이상의 탕 흐름 거리가 되었다.In the hot flow test for gravity and low pressure casting, the hot flow distance was remarkably increased due to the decrease of the heat transfer rate. No flow of static electricity was observed, and the flow of the water which was 5 cm at the coating film 10 m was 37 cm at the coating film 71 m. In this case also, the effect of the electrostatic application is shown. In the case where the electrostatic application is not performed under the same application conditions, the flow of the water which was 37 cm at the coating film thickness of 71 탆 is 50 ㎝ or more.

5) 저(低)유분 배합에서의 부착·마찰에 대한 분체 혼합·정전 효과5) Adhesion in low-temperature oil blending, mixing of powders for friction, electrostatic effect

주로 다량으로 도포하는 중력·저압 주조를 위한 검토로서, 주조 후의 제품에 「칼라 마크」가 발생한다. 이것은, 다량의 고점도 탄화수소가 탄화하여 발생하는 문제이다. 그래서, 유분을 저감시킨 배합을 검토하였다. 유분이 11 질량%인 유성 윤활제 A로부터 3.5 질량%의 유성 윤활제 B로 유분을 저감시켜도, 10 질량%의 분체의 경우, 부착량은 49.9 ㎎ 대 46.5 ㎎으로 동등하였다.As a review for gravity and low-pressure casting, which is mainly applied in large quantities, a "color mark" is generated in a product after casting. This is a problem in which a large amount of high-viscosity hydrocarbons is carbonized. Therefore, the blend with reduced oil content was examined. Even when the oil content was reduced from the oil-based lubricant A having an oil content of 11% by mass to the oil-based lubricant B of 3.5% by mass, the adhesion amount of the 10% by mass powder was equivalent to 49.9 mg to 46.5 mg.

6) 압축하의 마찰6) Friction under compression

실험실 마찰 시험기의 약 60000배의 고하중하에서 링 시험을 실시하였다. 분체 함유 유성 윤활제를 사용하여, 정전 도포의 유무에 의한 마찰을 비교한 결과, 정전 인가를 하지 않는 경우의 0.327로부터, 정전 인가를 행한 경우의 0.290으로 마찰 계수가 저하되어, 고압 압축하에서 정전 도포의 효과를 확인할 수 있었다.A ring test was conducted under a high load of about 60000 times that of the laboratory friction tester. As a result of comparing the friction caused by the presence or absence of the electrostatic application using the powder-containing lubricant, the frictional coefficient decreased from 0.327 in the case of no electrostatic application to 0.290 in the case of electrostatic application, The effect was confirmed.

7) 실제 기기에서의 효과7) Effects on actual devices

a) 고압 고속 주조 a) High pressure high speed casting

금형면 상에의 도포액의 젖음성이, 정전 인가를 함으로써 현저히 향상되었다. 정전 도포에 의한 랩어라운드 효과가 나타났다고 말할 수 있다. 한편, 금형 전체면이 젖었기 때문에, 분체를 혼합하는 것에 의한 효과는 본 평가에서는 명확하게는 되지 않았다. 또한, 분체를 혼합해도, 실제 기기에서 눌러붙음도 발생하지 않고, 40회 실제 생산을 계속해고, 평가를 정지하였다. (D-4-1) 및 (D-4-2)에서의 실험실 시험 결과로부터 추정하여, 실제 기기에서 도포량을 저하시킬 수 있을 것으로 생각된다.The wettability of the coating liquid on the mold surface was significantly improved by applying a static electricity. It can be said that the wraparound effect due to the electrostatic application is exhibited. On the other hand, since the whole surface of the mold was wet, the effect of mixing the powder was not clear in this evaluation. Also, even when the powders were mixed, the actual production was continued for 40 times without pressing and sticking to the actual equipment, and evaluation was stopped. It can be estimated from the laboratory test results in (D-4-1) and (D-4-2) that the amount of application can be reduced in actual equipment.

b) 중력 주조b) gravity casting

실제 기기를 모방한 성형성 평가 시험기로, 분체를 함유시키지 않고, 정전 인가를 하지 않는 경우에 비하여, 분체를 함유시키고, 정전 인가를 행하는 경우 쪽이, 평점이 높고, 또한, 100% 충전할 수 있었다. 이것은, 도포막이 두꺼워져, 단열성이 향상되어, 탕 흐름성이 좋아진 결과이다. A moldability evaluation tester simulating an actual apparatus is superior in evaluation point to a case in which powder is contained and electrostatic is applied as compared with a case in which no powder is contained and no electrostatic charge is applied, there was. This is because the coating film is thickened, the heat insulating property is improved, and the flowability of the water is improved.

c) 단조c) Forging

고하중하의 링 압축 시험기에서 본 발명의 마찰 저감 효과가 보였다. 실제 기기를 사용하여, 이 효과를 확인한 결과, 분체를 함유하고, 정전 인가를 하지 않는 경우의 변형률 70.9%에 비하여, 분체를 함유하고, 정전 도포를 행한 경우의 변형률은 72.4%로, 변형률은 약간 향상되었다. 이것은, 시판의 수용성 윤활제의 변형률 72.7%와 동등하였다. 그러나, 본 발명의 경우, 도포량은 1/10로 적고, 또한, 유성 윤활제이기 때문에 LF 온도가 높다. 그 때문에, 금형 온도를 100℃ 이상 높게 설정하는 것이 가능해지고, 워크용의 재승온 공정을 생략 가능하여, 작업 시간의 대폭적인 단축을 기대할 수 있다.The friction reduction effect of the present invention was shown in a ring compression tester under a high load. As a result of confirming this effect using an actual device, it was found that when the strain was contained and the electrostatic application was carried out, the strain was 72.4% as compared with the strain of 70.9% when the powder was contained and the static electricity was not applied. . This was equivalent to the strain of commercially available water-soluble lubricant of 72.7%. However, in the case of the present invention, the application amount is as small as one tenth, and since the lubricant is also a lubricant, the LF temperature is high. Therefore, it is possible to set the mold temperature higher than 100 deg. C, and the rewarming step for the work can be omitted, and the working time can be expected to be greatly shortened.

8)결론8) Conclusion

1)~7)에 서술하는 바와 같이 각종 평가 결과로부터 분체 함유 유성 윤활제를 정전 도포함으로써, 다음의 우수한 효과를 확인할 수 있었다.1) to 7), the following excellent effects were confirmed by electrostatically applying the powdery oil-based lubricant from various evaluation results.

1. 분체 함유 유성 윤활제의 금형에 대한 부착량의 증가. 분체를 함유하지 않는 경우와 비교하여, 도포량이 동일해도, 도포막이 두꺼워져 눌어붙는 범위가 좁아진다. 눌러붙음이 없는 경우, 도포량을 더 저감시키는 것이 가능해진다.1. Increase of deposition amount of powder-containing oil-based lubricant on mold. Compared with the case where the powder is not contained, even if the coating amount is the same, the coated film becomes thicker and the range of the pressed up becomes narrow. In the case where there is no adhesion, it is possible to further reduce the application amount.

2. 눌러붙음 방지 효과. 눌러붙음이 발생하는 온도가 350℃~425℃ 이상이 되어, 분체 함유 유성 윤활제의 적용 범위가 현저히 확대된다. 고압 주조, 중력 주조, 단조에서 효과적으로 이용된다.2. Adhesion prevention effect. The temperature at which the sticking occurs becomes 350 ° C to 425 ° C or more, and the application range of the powdery lubricant containing lubricant is remarkably increased. It is effectively used in high pressure casting, gravity casting, forging.

3. 랩어라운드 효과. 정전 도포에 의해, 복잡한 형상을 한 금형의 숨겨진 부위까지도, 분체 함유 유성 윤활제의 부착이 가능해져, 상기 윤활제를 활용할 수 있는 케이스가 더 확대된다. 복잡한 구조의 고압 주조에서 효과적으로 이용된다. 3. Wrap around effect. By applying the electrostatic force, the powder-containing oily lubricant can be adhered even to the hidden portion of the metal mold having a complicated shape, and the case in which the lubricant can be used is further expanded. It is effectively used in high pressure casting of complex structure.

4. 단열 효과. 분체 함유 유성 윤활제의 부착량의 증가와 두꺼운 도포막의 형성이 가능해져, 단열성이 향상되어, 탕 흐름성을 개선할 수 있다. 중력 주조에서 효과적으로 이용된다.4. Insulation effect. It is possible to increase the deposition amount of the powdery oil-based lubricant and to form a thick coating film, thereby improving the heat insulating property and improving the flowability of the water. It is effectively used in gravity casting.

5. 건조 시간의 단축. 분체 함유 유성 윤활제이기 때문에, 수용성 윤활제에 비하여 건조 시간이 짧고, 건조 시간은 수초이다. 중력 주조에서 효과적으로 이용된다. 5. Shortening drying time. Since it is a powdery oil-based lubricant, the drying time is shorter than that of the water-soluble lubricant, and the drying time is several seconds. It is effectively used in gravity casting.

6. 고온에서의 부착성. 금형 온도를 높여, 단조에서의 재승온 공정을 삭감할 수 있다. 단조에서 효과적으로 이용된다.6. Adhesion at high temperature. It is possible to reduce the re-warm-up process in forging by increasing the mold temperature. It is effectively used in forging.

본 발명의 분체 함유 유성 윤활제를 정전 도포하는 방법은, 비철금속을 주조 및 단조 가공하는 데 적합하다. The method for electrostatically applying the powder-containing lubricant of the present invention is suitable for casting and forging the non-ferrous metal.

1: 정전 도포건 2: 정전 컨트롤러
3: 변압기 4: 액 압송 장치
5: 배관 6: 에어 컴프레셔
7: 전원 8: 정전 부여 장치
9: 다축 로봇 10: 브래킷
11: 유적(油滴) 12: 금형
13: 에어 제어 시스템 21: 대(臺)
22: 전원·온도 조절기 23: 히터
24: 철판 가대 25: 철판 지지 금구
26: 철판 27: 열전대
28: 윤활제 31: 마찰 측정용 철판
32: 열전대 33: 도포 노즐
34: 시험기 가대 35: 링
36: 알루미늄 용탕 37: 철제 추
41: 정전 도포건 42: 시험편
51: 대 51a: 돌출부
51b: 경사면 52: 덮개
52a: 경사면 52b: 유입구
52c: 홈 53: 메저(measure)
54: 막대 55: 가스 버너
56: 손잡이 57: 개구부
58: 구멍 61: 좌측 금형
62: 탕구 62a: 노치부
62b: 노치부 63: 캐비티부
64: 셀 65: 우측 금형
66: 가스 버너 67: 국자
68: 알루미늄 용탕 69: 주조 제품
70: 부위 81: 하측 다이 세트
82: 상측 다이 세트 83: 다이
84: 윤활제 85: 알루미늄 시험편
86: 펀치 91: 상측 다이 세트
92: 하측 다이 세트 93: 상측 금형
94: 하측 금형 95: 카트리지 히터
96: 윤활제 97: 정전 도포건
98: 승온 유닛 99: 열전대
100: 온도 제어 유닛
1: electrostatic application Gun 2: electrostatic controller
3: Transformer 4: liquid pressure feeding device
5: Piping 6: Air Compressor
7: Power supply 8:
9: Multi-axis robot 10: Bracket
11: Remains (oil droplets) 12: Mold
13: Air control system 21:
22: power supply and temperature controller 23: heater
24: iron plate bracket 25: iron plate supporting bracket
26: iron plate 27: thermocouple
28: Lubricant 31: Friction measuring steel plate
32: thermocouple 33: dispensing nozzle
34: tester 35: ring
36: Molten aluminum 37: Iron churn
41: electrostatic application gun 42: test piece
51: large 51a: protrusion
51b: slope 52: cover
52a: inclined surface 52b: inlet
52c: groove 53: measure
54: rod 55: gas burner
56: handle 57: opening
58: hole 61: left mold
62: Sprue 62a:
62b: notch portion 63: cavity portion
64: Cell 65: Right mold
66: Gas burner 67: Scoop
68: Molten aluminum 69: Foundry products
70: region 81: lower die set
82: upper die set 83: die
84: Lubricant 85: Aluminum test piece
86: punch 91: upper die set
92: lower die set 93: upper die
94: lower mold 95: cartridge heater
96: Lubricant 97: Electrostatic spray gun
98: heating unit 99: thermocouple
100: Temperature control unit

Claims (5)

삭제delete 유성 윤활제 60 질량%~98.7 질량%, 가용화제 0.8 질량%~30 질량%, 무기 분체 0.3 질량%~15 질량% 및 물 0.2 질량%~7.5 질량%를 포함하는 금형용의 분체 함유 유성 윤활제로서,
상기 분체 함유 유성 윤활제는 전하를 가질 수 있는 것인 분체 함유 유성 윤활제.
1. A powdery oil-based lubricant for a metal mold comprising 60 to 98.7 mass% of an oil lubricant, 0.8 to 30 mass% of a solubilizer, 0.3 to 15 mass% of an inorganic powder, and 0.2 to 7.5 mass%
Wherein the powder-containing oily lubricant is capable of having electric charge.
제2항에 기재된 분체 함유 유성 윤활제를 금형에 정전 도포하는 정전 도포 방법. A method for electrostatic application comprising electrostatically applying the powder-containing lubricant according to claim 2 to a metal mold. 삭제delete 제2항에 있어서, 상기 분체 함유 유성 윤활제는 정전 도포 장치에 사용되며,
상기 정전 도포 장치는, 상기 분체 함유 유성 윤활제를 금형에 정전 도포하며,
상기 정전 도포 장치는, 상기 분체 함유 유성 윤활제에 정전기를 부여하는 정전기 부여 장치와, 다축 로봇 상에 배치된 정전 도포건을 구비하는 것인 분체 함유 유성 윤활제.

3. The lubricant composition according to claim 2, wherein the powdery, oily lubricant is used in an electrostatic application device,
Wherein the electrostatic application device electrostatically applies the powder-containing oily lubricant to a mold,
Wherein the electrostatic application device comprises an electrostatic application device for applying static electricity to the powdered lubricant containing lubricant and an electrostatic application gun disposed on the multi-axis robot.

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